天然氣汽車使用經濟性對比分析

張席席，范彥冬，郜昊強，何鵬申

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天然氣汽車使用經濟性對比分析

張席席，范彥冬，郜昊強，何鵬申

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

節約化石能源、降低汽車尾氣排放，是汽車行業必須面對和解決的問題。天然氣具有儲量豐富、價格低廉、燃燒充分、環保清潔等優點，能夠滿足汽車運行以及相關節能排放法規的要求。文章對不同車型的采用傳統燃料、天然氣以及純電動的使用經濟性進行簡要分析，得出天然氣汽車的使用經濟性優勢。

天然氣汽車；純電動汽車；經濟性

引言

天然氣作為汽車能源，發動機不必做大的變動就可直接使用，而且由于天然氣的主要成分是丙烷和丁烷，它們在發動機內可以充分燃燒，與使用汽油車相比，天然氣汽車顆粒物排放幾乎為零，NO、CO和THC的排放也顯著降低，是車用能源替代的主要途徑。

1 國內外發展現狀

世界各國發展應用天然氣汽車的歷程不同，但均存在兩個特點：（1）天然氣汽車的發展應用與政府鼓勵政策密切相關；（2）天然氣公交車和出租車均是優先鼓勵和支持的重點。

目前，全球天然氣汽車的結構主體主要是轎車，包括出租車；其次公交車。由于受到加氣站數量和布局的制約，長途客車很少。天然氣汽車主要集中在發展中國家，發展中國家在天然氣汽車領域的技術水平，總體上在落后于發達國家，但其推廣應用情況較好。發展中國家對天然氣汽車的重視和需求高于發達國家。亞太和南美地區天然氣汽車發展最快。發達國家天然氣汽車技術先進，保有量落后。

2 天然氣汽車類型及特點

天然氣汽車按照燃料狀態分為壓縮天然氣汽車（CNGV）和液化天然氣汽車（LNGV）；按照燃料供給系統特征分為單燃料汽車、天然氣/汽油兩用燃料汽車和天然氣/柴油雙燃料汽車；按照燃料供給的控制方式分機械控制式天然氣汽車、機電聯合控制式天然氣汽車和電控式天然氣汽車。

表1 天然氣汽車分類及特點

3 天然氣汽車經濟性分析

3.1 天然氣出租車經濟性分析

出租車輛的發展趨勢是使用新能源汽車，目前出租車輛仍然是多元化構成，包含天然氣車輛、天然氣汽油兩用燃料車輛、傳統燃油車輛、新能源車輛等。由于出租車的“24h營運”特性與當前技術條件下電動汽車充電時間長相矛盾，所以新能源汽車在城市公交與城市物流配送車輛方面發展較快，在出租車方面發展較慢。因此，在出租車中大力發展天然氣汽車（單一天然氣燃料）將是節能減排的有效手段。

分析選取某車型為例，對比分析普通燃油車、相同平臺純電動車型以及壓縮天然氣改裝車的運營經濟性。燃油價格取92#汽油2018年8月的市場價格7.09元/L；根據出租車的充電頻次，白天晚上較為均衡，取當地工業用電全天峰谷平均電價0.8895元/kWh，天然氣價格取車用壓縮天然氣2018年8月的市場價格3.49元/m3。國家規定小型微型出租車的使用年限為8年，1立方米壓縮天然氣相當于1.17升汽油。假設出租車日平均行駛里程500km以及年運營天數300天，計算得出采用不同類型能源的使用經濟性。

表2 不同種燃料出租車經濟性分析

從計算結果中可以看出，在不考慮電動出租車充電和加氣站等的固定投資成本的情況下，僅從運營成本的角度來看，一次性購買出租車，壓縮天然氣出租車和電動出租車的百公里運營成本都要比普通燃油出租車低。在現有的補貼政策及市場燃油價格水平下，用壓縮天然氣出租車一年內在運營成本上的經濟性優于電動車和傳統燃油車，但在出租車使用年限內，電動出租車的使用經濟性最優。

3.2 天然氣公交車經濟性分析

新能源汽車在城市公交與城市配送車輛中發展較快，從長遠來看，城市公交的發展趨勢是使用新能源汽車，目前仍然包含天然氣車輛、LPG車輛、傳統燃油車輛、新能源車輛。《中國天然氣報告》中提到，到2020年，實現氣化車輛1000萬輛；到2030年，力爭實現氣化車輛1400萬輛。因此，持續發展天然氣公交客車、氣電（CNG）混合動力客車是交通運輸行業節能減排的必然選擇，也是向純電動公交方向過渡的最佳技術路徑。

選取某客車為例，對比分析普通燃油車、純電動以及天然氣改裝車的運營經濟性。燃油價格取0#柴油2018年8月的市場價格7.07元/L。根據公交車的充電頻次，均為工業用電全天低谷，電價取當地工業用電低谷電價0.514元/kWh，車用壓縮天然氣取2018年8月的市場價格3.49元/m3，車用液化天然氣取2018年8月的市場價格5.5元/kg。公交車的一般使用年限為5年，1立方米天然氣相當于0.95升柴油，1kg的液化天然氣相當于1.25立方米天然氣。假設公交車日平均行駛里程200km以及年運營天數350天。

表3 不同種燃料公交車經濟性分析

從計算結果中可以看出，在不考慮充電和加氣站等的固定投資成本的情況下，僅從運營成本的角度來看，第一年內公交車基本無法回收購車多余成本。但在公交車使用壽命的年限內，純電動、壓縮天然氣汽車及液化天然氣汽車的經濟性均優于傳統燃油車，其中壓縮天然氣汽車的經濟性最優。純電動汽車的經濟性較其他車型差主要原因是購車成本較高，純電動的日使用費用最優。

3.3 天然氣重卡經濟性分析

LNG汽車續駛里程長（可達400km以上），適合公路運輸中城際客運（長途）和貨運。

選取某重卡為例，對比分析普通燃油車以及天然氣改裝車的運營經濟性。燃油價格取0#柴油2018年8月的市場價格7.07元/L，車用液化天然氣取2018年8月的市場價格5.5元/kg。按照一年跑10萬公里計算，一般使用年限為10年。1立方米天然氣相當于0.95L柴油，1kg的液化天然氣相當于1.25m3天然氣。

表4 不同種燃料出租車經濟性分析

從計算結果中可以看出，在不考慮加氣站等的固定投資成本的情況下，僅從運營成本的角度來看，一次性購車，液化天然氣車的百公里運營成本要比普通燃油車低。用液化天然氣代替傳統燃油，10萬公里內的使用經濟性較優，但由于液化天然氣汽車購買價格較普通燃油車高9萬元左右，所以液化天然氣汽車在10萬公里以內與傳統燃油車總體花費相差不大，但隨著使用年限的增加，液化天然氣汽車的經濟性優勢就逐漸明顯。

從國內推行CNG汽車的經驗看，使用天然氣替代燃油后，必須保證天然氣汽車的運行費用較燃油車降低20%以上，以補償投入的改裝費或購置新車增加的費用，且需在1年左右的時間收回該部分資金并有盈余，這樣車主才會主動棄油用氣。以液化天然氣汽車平均價格較傳統燃油車高9萬元計算，液化天然氣價格不得高于5.9元/kg，才能夠滿足客戶的需求。但由于氣源的問題，我國液化天然氣價格差距較大，西北、西南地區推行較經濟，華北、華南地區推行不能滿足客戶需求。

4 小結

每年車用天然氣消費量達105億m3，可替代柴油705.6萬t，可以減少二氧化碳排放量349.9萬t，還可以減少93%的PM2.5排放量，這對于改善我國能源消費結構意義重大。提高天然氣在公共交通、貨運物流車輛燃料中的比重，天然氣汽車重點發展公交出租、長途重卡以及環衛、場區、港區、景點等作業和擺渡車輛。

在現有的補貼政策及市場燃油價格水平下，用改裝壓縮天然氣出租車代替傳統燃油出租車，一年內在運營成本上的經濟可行性優于電動車和傳統燃油車，但在出租車使用年限內，電動出租車的經濟性最優。針對公交車，第一年基本無法回收購車多余成本，但在公交車使用壽命的年限內，純電動、壓縮天然氣汽車及液化天然氣汽車的經濟性均優于傳統燃油車，其中壓縮天然氣汽車的經濟性最優，純電動汽車的使用經濟性較其他車型差主要原因是購車成本較高。液化天然氣重卡的百公里運營成本要比普通燃油車低。但由于氣源的問題，我國液化天然氣價格差距較大，西北、西南地區推行較經濟，華北、華南地區推行不能滿足客戶需求。

[1] 羅東曉. 柴油汽車改用LNG燃料的實用技術及其經濟性分析[J].天然氣工業,2012(9):92-97.

[2] 羅東曉,鄭少芬. 天然氣汽車的經濟性分析[J].煤氣與熱力,2007 (3):21-24.

[3] 夏少華.重型車用天然氣發動機技術分析[J].現代車用動力,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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張席席（1992-），女，助理工程師，主要從事技術規劃工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.058