汽油/CNG两用燃料商用车应用场景研究分析
2020-08-19中国汽车技术研究中心有限公司刘光辉王星
中国汽车技术研究中心有限公司 刘光辉 王星
天然气作为广泛使用的清洁能源,与汽柴油相比具有明显的环保、经济优势。汽油-CNG两用燃料汽车是指采用CNG(压缩天然气)和汽油两套相互独立的燃料供给系统提供动力的替代燃料汽车。在整体汽车市场下滑、交通运输行业节能减排压力骤增背景下,CNG两用燃料商用车在经济性驱动下快速发展,已经成为城市物流车辆排放治理的重要手段。
汽油-CNG两用燃料商用车总体发展情况概述
1.市场现状与规模
2012~2019年底,CNG两用燃料商用车累计产量达到21.7万辆,占整体天然气汽车市场的40%以上。2019年CNG两用燃料商用车产量达到3.48万辆,同比增长22%(见图1)。
2.车型结构
栏板式载货车、厢式运输车和封闭货车是汽油-CNG两用燃料汽车最主要的三种车型(见图2),其中栏板式载货车2012~2019年累计产量13.78万辆,占比63.59%;厢式运输车累计产量5.87万辆,占比27.19%;封闭货车累计产量1.8万辆,占比8.29%。由于CNG封闭货车气瓶布置占用车厢储物空间,车辆装卸货不便以及纯电封闭货车的影响等原因,封闭货车占整体CNG两用燃料商用车辆比重在2014年后不断下滑,目前仅维持在5%以内。
从总质量来看,汽油-CNG两用燃料商用车以轻型车为主,总质量在3~3.5t和2.5~3t车型占比分别达到61%和21%(见图3),其中栏板式载货车3~3.5t车型占比63%,2.5~3t车型占比达到27%;厢式运输车3~3.5t车型占比达到75%(见图4)。
3.竞争格局
北汽福田、重庆长安、山东唐骏欧铃、河北长安和山东凯马等企业是汽油-CNG两用燃料商用车最主要的生产企业,其中北汽福田2012~2019年产量累计达到10.51万辆,占比超过近50%,远远领先其他企业(见图5)。
随着市场规模的扩大与萎缩,CNG两用燃料商用车市场集中经历了由高到低再到高的过程,大量企业受到冲击退出这一细分市场,市场头部企业开始形成,2019年TOP5企业市场集中度超过90%(见图6)。
4.驱动因素
车用天然气经济性是影响汽油-CNG天然气汽车发展的核心驱动因素。根据测算,汽油-CNG两用燃料轻卡与柴油轻卡相比,燃油费用节省达到40%以上【1】。2015年前国际油价不断上升,不断推高国内汽柴油价格水平,而与之相对应CNG车用天然气价格稳定且气价相对便宜,天然气汽车经济性大幅提高促使2014年CNG两用燃料商用车产量井喷,全年产量超过4万辆。随着2015年国际油价大幅下滑,天然气汽车经济性下滑,随之CNG两用燃料商用车产量快速回落。2017年随着国内汽柴油价格的上升,CNG两用燃料商用车产量快速上升,三年平均增长率接近20%。
气源保障、加气站网络建设及政策支持是CNG两用燃料汽车发展的必要条件。从区域上看,河北、山东、新疆是CNG两用燃料轻卡等车型主要使用地区,三省气源供应相对稳定,车用天然气价格适中,尤其是新疆车用天然气价格长期保持在3元/m3,极大地促进了天然气汽车发展;除此以外,上述省份加气站网络建设也居全国前列,截止2019年年底,山东省CNG加气站数量389座、新疆297座、河北206座,同时山东、新疆、河北均鼓励天然气汽车发展,在天然气汽车改装、加气站建设等方面均给予一定的政策支持,从而促进了天然气汽车快速发展【2】。
图1 2012~2019年两用燃料商用车产量数据(单位:万辆)
图2 2012~2019年两用燃料商用车车型结构分析(单位:%)
图3 两用燃料商用车总质量分析(%)
图4 两用燃料厢式运输车总质量分析(%)
CNG两用燃料商用车使用场景分析
1.城市物流是CNG两用燃料汽车重要应用领域。
图5 2012~2019年主要生产企业产量(单位:万辆)
图6 TOP5企业市场占有率
图7 两用燃料城市物流车区域分析(%)
图8 纯电动城市物流车推广区域分析(%)
随着快递、生鲜配送等宅配市场的快速发展,城市物流发展迅速【3】。具有环保经济优势的CNG两用燃料物流车近年快速发展,2019年CNG两用燃料物流车产量达到3.4万辆,其中栏板式载货车2.2万辆,厢式运输车1万辆,封闭货车0.2万辆。
2.CNG两用燃料物流车与纯电动物流车短期内直接竞争关系。
2015年以来,纯电动城市物流车在多项利好政策叠加下快速发展,但随着新能源汽车补贴大幅退坡、纯电动物流车商业模式盈利前景不明等因素影响,政策驱动下的纯电动物流车市场规模快速萎缩,2019年纯电动物流车产量仅6.2万辆,同比下滑超过40%。而经济性驱动的CNG两用燃料车市场规模同比上升20%以上。与纯电动物流车相比,CNG两用燃料物流车在推广区域、用户群体、运输货物等方面具有较大差异,短期内二者没有直接竞争关系,但随着纯电动物流车渗透率提高,二者竞争将日趋激烈。
(1)纯电动城市物流车与两用燃料城市物流车在推广区域上差异明显。
两用燃料物流车主要使用区域集中在河北、新疆、山东以及东北三省等地(见图7),当地气源较为丰富,同时当地天然气汽车政策较为宽松,有很好的用户使用基础;纯电动城市物流车则主要以新能源汽车推广补贴政策支持力度大、经济较发达地区为主(见图8)。
(2)纯电动城市物流车与两用燃料城市物流车在终端用户与使用用途上差异明显。
两用燃料城市物流车个人用户占比达到61%,单位用户占比39%(见图9);纯电动物流车单位用户占比则达到96%,几乎没有个人用户(见图10);使用性质上,两用燃料城市物流车货运占比为55%,非营运占比为40%(见图11);纯电动城市物流车货运占比则为41%,非营运占比为57%(见图12)。
(3)纯电动城市物流车与两用燃料城市物流车在运输货物类型有较大差异。
图9 两用燃料城市物流车所有权分析(%)
图10 纯电动城市物流车所有权分析(%)
图11 两用燃料城市物流车使用性质分析(%)
图12 纯电动城市物流车使用性质分析(%)
图13 纯电动城市物流车载质量分析(%)
图14 两用燃料城市物流车载质量分析(%)
受充电时间、续航里程、车辆自重、货物类型等因素影响,纯电动城市物流车有效载重较小,其主流核定载质量400~800kg之间,比重达到61%(见图13);CNG两用燃料城市物流车则不受这些因素影响,其适用性与汽柴油城市物流车基本一致,其主流核定载质量在600~800kg和1600~1800kg,其占比分别达到26%和42%(见图14)。
受制于载质量较小,纯电动物流车主要以运送快递等轻抛货物为主,主要针对城市宅配市场,用户对车辆使用容积比较看重【4】;CNG两用燃料城市物流车既可以满足运输轻抛物的宅配市场,也可进行重质量货物的运输,以城市短驳运输和城乡配送为主【5】。
3.城乡短途运输是CNG两用燃料汽车另一重要应用领域,服务“三农”是其最主要的特征。
2014年11月6日,工信部发布《关于开展低速货车生产企业及产品升级并轨工作的通知》要求:“2017年1月1日起,在《车辆生产企业及产品公告》管理中取消低速货车产品类别,相关企业应停止生产、销售低速货车产品;自2016年1月1日起,低速货车新产品执行与轻型载货汽车同等的节能与排放标准(国Ⅳ标准)。”低速货车排放升级造成终端用户购车成本大幅提高,低速货车与低端轻卡车型价格相差不大,同时天然气与汽柴油相比仍具有一定的经济优势,因此,CNG两用燃料轻型载货车近年发展迅速。
a.CNG两用燃料轻型载货车主要满足低速货车用户车辆升级需求。
国Ⅳ排放低速货车(四轮农用车),产品成本大幅提高,其与轻卡间的优势已不明显,竞争力已远不及轻卡【6】,同时随着农民收入的增加,用户对车辆舒适性要求提高,因此,在政策、法规与市场的三重压力下,经济性相对较高的CNG两用燃料轻型载货车成为低速货车升级用户的最佳选择【7】。
b.作为生产致富工具是用户购买CNG两用燃料轻型载货车的主要目的。
CNG两用燃料轻型载货车主要用途以做生意、进货、送货等为主,包括家电配送与维修、家具配送、水果蔬菜等农产品运输等,其运输距离和运输范围都以“乡村到城镇之间”为主,很好地满足了用户生产、生活需求,具有很强的适用性。
我国发展CNG两用燃料汽车的有利条件和必要性
1.天然气基础设施逐步完善、气源供应稳定。
我国目前已建成西气东输、川气东送等天然气管网,管网规模不断扩大,截至2018年底,我国天然气干线管道总里程达7.6万km,一次输气能力达3200亿m3/年【8】。国产常规气稳定增长,页岩气、煤层气、煤制气等非常规气发展迅速。
另外,中俄、中缅等天然气管道建成通气以及LNG运输船及接收站的建设,使我国天然气进口形势更加有利,气源供应稳定。同时国内加气站数量建设适度超前,截止2019年年底,国内CNG加气站超过4000座,完全可以满足天然气汽车的加气需求。
2.发展天然气汽车有利于提高清洁能源比重、符合国家能源发展方向。
天然气作为重要的清洁能源,提高天然气在一次能源中消费比重是实现我国能源低碳化转型的重要手段。2018年我国天然气占一次能源消费比例达到7.8%,远低于欧美等主要能源消费国。
目前天然气汽车占整体天然气消费量的10%左右,因此发展天然气汽车有利于扩大天然气有效需求,提高清洁能源消费比重,降低机动车污染物排放,符合我国由高碳向低碳转型的能源发展方向,促进“十三五”末天然气占能源消费比例10%的目标的完成。
结语
天然气作为广泛使用的一种具有单位热值高、排气污染小且供应可靠的清洁能源已成为最重要的车用替代燃料之一。城市物流和城乡短途运输作为最主要的应用场景,CNG两用燃料商用车在污染物排放以及经济性等方面具有较大优势,且与纯电动物流车应用区域具有较大差异,是纯电动物流车应用领域的有益补充。鼓励发展CNG两用燃料商用车对于减少城市机动车污染物排放水平,实现车用能源清洁化、低碳化具有重要意义。