天然气汽车使用经济性对比分析

张席席，范彦冬，郜昊强，何鹏申



天然气汽车使用经济性对比分析

张席席，范彦冬，郜昊强，何鹏申

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

节约化石能源、降低汽车尾气排放，是汽车行业必须面对和解决的问题。天然气具有储量丰富、价格低廉、燃烧充分、环保清洁等优点，能够满足汽车运行以及相关节能排放法规的要求。文章对不同车型的采用传统燃料、天然气以及纯电动的使用经济性进行简要分析，得出天然气汽车的使用经济性优势。

天然气汽车；纯电动汽车；经济性

引言

天然气作为汽车能源，发动机不必做大的变动就可直接使用，而且由于天然气的主要成分是丙烷和丁烷，它们在发动机内可以充分燃烧，与使用汽油车相比，天然气汽车颗粒物排放几乎为零，NO、CO和THC的排放也显著降低，是车用能源替代的主要途径。

1 国内外发展现状

世界各国发展应用天然气汽车的历程不同，但均存在两个特点：（1）天然气汽车的发展应用与政府鼓励政策密切相关；（2）天然气公交车和出租车均是优先鼓励和支持的重点。

目前，全球天然气汽车的结构主体主要是轿车，包括出租车；其次公交车。由于受到加气站数量和布局的制约，长途客车很少。天然气汽车主要集中在发展中国家，发展中国家在天然气汽车领域的技术水平，总体上在落后于发达国家，但其推广应用情况较好。发展中国家对天然气汽车的重视和需求高于发达国家。亚太和南美地区天然气汽车发展最快。发达国家天然气汽车技术先进，保有量落后。

2 天然气汽车类型及特点

天然气汽车按照燃料状态分为压缩天然气汽车（CNGV）和液化天然气汽车（LNGV）；按照燃料供给系统特征分为单燃料汽车、天然气/汽油两用燃料汽车和天然气/柴油双燃料汽车；按照燃料供给的控制方式分机械控制式天然气汽车、机电联合控制式天然气汽车和电控式天然气汽车。

表1 天然气汽车分类及特点

3 天然气汽车经济性分析

3.1 天然气出租车经济性分析

出租车辆的发展趋势是使用新能源汽车，目前出租车辆仍然是多元化构成，包含天然气车辆、天然气汽油两用燃料车辆、传统燃油车辆、新能源车辆等。由于出租车的“24h营运”特性与当前技术条件下电动汽车充电时间长相矛盾，所以新能源汽车在城市公交与城市物流配送车辆方面发展较快，在出租车方面发展较慢。因此，在出租车中大力发展天然气汽车（单一天然气燃料）将是节能减排的有效手段。

分析选取某车型为例，对比分析普通燃油车、相同平台纯电动车型以及压缩天然气改装车的运营经济性。燃油价格取92#汽油2018年8月的市场价格7.09元/L；根据出租车的充电频次，白天晚上较为均衡，取当地工业用电全天峰谷平均电价0.8895元/kWh，天然气价格取车用压缩天然气2018年8月的市场价格3.49元/m3。国家规定小型微型出租车的使用年限为8年，1立方米压缩天然气相当于1.17升汽油。假设出租车日平均行驶里程500km以及年运营天数300天，计算得出采用不同类型能源的使用经济性。

表2 不同种燃料出租车经济性分析

从计算结果中可以看出，在不考虑电动出租车充电和加气站等的固定投资成本的情况下，仅从运营成本的角度来看，一次性购买出租车，压缩天然气出租车和电动出租车的百公里运营成本都要比普通燃油出租车低。在现有的补贴政策及市场燃油价格水平下，用压缩天然气出租车一年内在运营成本上的经济性优于电动车和传统燃油车，但在出租车使用年限内，电动出租车的使用经济性最优。

3.2 天然气公交车经济性分析

新能源汽车在城市公交与城市配送车辆中发展较快，从长远来看，城市公交的发展趋势是使用新能源汽车，目前仍然包含天然气车辆、LPG车辆、传统燃油车辆、新能源车辆。《中国天然气报告》中提到，到2020年，实现气化车辆1000万辆；到2030年，力争实现气化车辆1400万辆。因此，持续发展天然气公交客车、气电（CNG）混合动力客车是交通运输行业节能减排的必然选择，也是向纯电动公交方向过渡的最佳技术路径。

选取某客车为例，对比分析普通燃油车、纯电动以及天然气改装车的运营经济性。燃油价格取0#柴油2018年8月的市场价格7.07元/L。根据公交车的充电频次，均为工业用电全天低谷，电价取当地工业用电低谷电价0.514元/kWh，车用压缩天然气取2018年8月的市场价格3.49元/m3，车用液化天然气取2018年8月的市场价格5.5元/kg。公交车的一般使用年限为5年，1立方米天然气相当于0.95升柴油，1kg的液化天然气相当于1.25立方米天然气。假设公交车日平均行驶里程200km以及年运营天数350天。

表3 不同种燃料公交车经济性分析

从计算结果中可以看出，在不考虑充电和加气站等的固定投资成本的情况下，仅从运营成本的角度来看，第一年内公交车基本无法回收购车多余成本。但在公交车使用寿命的年限内，纯电动、压缩天然气汽车及液化天然气汽车的经济性均优于传统燃油车，其中压缩天然气汽车的经济性最优。纯电动汽车的经济性较其他车型差主要原因是购车成本较高，纯电动的日使用费用最优。

3.3 天然气重卡经济性分析

LNG汽车续驶里程长（可达400km以上），适合公路运输中城际客运（长途）和货运。

选取某重卡为例，对比分析普通燃油车以及天然气改装车的运营经济性。燃油价格取0#柴油2018年8月的市场价格7.07元/L，车用液化天然气取2018年8月的市场价格5.5元/kg。按照一年跑10万公里计算，一般使用年限为10年。1立方米天然气相当于0.95L柴油，1kg的液化天然气相当于1.25m3天然气。

表4 不同种燃料出租车经济性分析

从计算结果中可以看出，在不考虑加气站等的固定投资成本的情况下，仅从运营成本的角度来看，一次性购车，液化天然气车的百公里运营成本要比普通燃油车低。用液化天然气代替传统燃油，10万公里内的使用经济性较优，但由于液化天然气汽车购买价格较普通燃油车高9万元左右，所以液化天然气汽车在10万公里以内与传统燃油车总体花费相差不大，但随着使用年限的增加，液化天然气汽车的经济性优势就逐渐明显。

从国内推行CNG汽车的经验看，使用天然气替代燃油后，必须保证天然气汽车的运行费用较燃油车降低20%以上，以补偿投入的改装费或购置新车增加的费用，且需在1年左右的时间收回该部分资金并有盈余，这样车主才会主动弃油用气。以液化天然气汽车平均价格较传统燃油车高9万元计算，液化天然气价格不得高于5.9元/kg，才能够满足客户的需求。但由于气源的问题，我国液化天然气价格差距较大，西北、西南地区推行较经济，华北、华南地区推行不能满足客户需求。

4 小结

每年车用天然气消费量达105亿m3，可替代柴油705.6万t，可以减少二氧化碳排放量349.9万t，还可以减少93%的PM2.5排放量，这对于改善我国能源消费结构意义重大。提高天然气在公共交通、货运物流车辆燃料中的比重，天然气汽车重点发展公交出租、长途重卡以及环卫、场区、港区、景点等作业和摆渡车辆。

在现有的补贴政策及市场燃油价格水平下，用改装压缩天然气出租车代替传统燃油出租车，一年内在运营成本上的经济可行性优于电动车和传统燃油车，但在出租车使用年限内，电动出租车的经济性最优。针对公交车，第一年基本无法回收购车多余成本，但在公交车使用寿命的年限内，纯电动、压缩天然气汽车及液化天然气汽车的经济性均优于传统燃油车，其中压缩天然气汽车的经济性最优，纯电动汽车的使用经济性较其他车型差主要原因是购车成本较高。液化天然气重卡的百公里运营成本要比普通燃油车低。但由于气源的问题，我国液化天然气价格差距较大，西北、西南地区推行较经济，华北、华南地区推行不能满足客户需求。

[1] 罗东晓. 柴油汽车改用LNG燃料的实用技术及其经济性分析[J].天然气工业,2012(9):92-97.

[2] 罗东晓,郑少芬. 天然气汽车的经济性分析[J].煤气与热力,2007 (3):21-24.

[3] 夏少华.重型车用天然气发动机技术分析[J].现代车用动力,2018 (5):1-6.

Analysis of the Third Phase Fuel Consumption for Heavy Duty Commercial Vehicle

Zhang Xixi, Fan Yandong, Gao Haoqiang, He Pengshen

（Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Heifei 230601）

Saving fossil energy and reducing automobile exhaust emissions are the problems that the automobile industry must face and solve. Natural gas has the advantages of abundant reserves, low price, sufficient combustion, environmental protection and cleaning, and can meet the requirements of automobile operation and relevant energy-saving emission regulations. This paper makes a brief analysis of the economic performance of traditional fuels, natural gas and pure electric vehicles in different models, and concludes the economic advantages of natural gas vehicles.

Natural gas vehicle; battery electric vehicles; economic

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1671-7988(2018)22-164-03

U462

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张席席（1992-），女，助理工程师，主要从事技术规划工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.058