中国LNG汽车发展现状及趋势

2016-05-04 07:25:00
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天然气作为一种清洁、高效的能源,其利用对我国大气污染防治具有重要意义。近几年我国天然气消费量快速增长,LNG 作为天然气的液态形式,增加了天然气储运和利用的灵活性,扩大了天然气的应用范围。近两年,LNG 在交通领域的利用成为天然气行业发展的亮点。国家天然气发展“十二五”规划明确鼓励 LNG 汽车和船舶燃料等高效天然气利用项目,2012 年 10 月新版《天然气利用政策》也将天然气汽车列为“优先发展类”。
         在国家政策的支持下,多个地方政府在公共交通领域推行公交车、出租车“油改气”并提出了明确目标。LNG 作为车用燃料实现了快速发展,但我国 LNG 汽车产业正处于发展初期,未来的可持续发展仍面临诸多不确定因素。
 

1、我国 LNG 产业链逐渐完善,LNG 汽车产业初具规模


       液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)是天然气经过净化处理、降温至 -162 摄氏度以下时形成的液体。LNG 的组分比气态天然气更加纯净,去除了粉尘、酸性气体、重烃等组分,无色、无味、无毒且无腐蚀性。与需通过管道运输的气态天然气相比,LNG 只需通过 LNG 运输船或 LNG 槽车运输,可覆盖没有天然气管道的地区,存储更加灵活。


       我国 LNG 产业从进口 LNG 接收站、LNG 液化工厂、LNG 槽车运输到 LNG 终端利用,已形成了较为完善的产业链。进口 LNG 已成为我国天然气供给的重要来源,2013 年我国进口 LNG 约1800 万 t,占 2013 年进口天然气比例为 47%。自 2006 年我国第一座 LNG 接收站深圳大鹏 LNG站投产后,进口 LNG 接收站陆续建成投产,主要位于东部沿海各省。截至 2013 年底我国已投产LNG 接收站共 9 个,总接收能力 2800 万 t/a,年均增速 34%。预计到 2015 年,我国 LNG 接收能力将达约 5000 万 t/a。


       国内 LNG 液化工厂是 LNG 供给的另一重要来源。我国 LNG 液化工厂大多建于油气田周边,将天然气加工液化为 LNG,再通过槽车运往天然气消费市场。LNG 工厂地处偏远气源地周边(主要分布在陕西、新疆、内蒙、宁夏、河北、四川等地区),建厂投资成本低,气源地周边的低气价与沿海天然气消费中心的高气价为液化厂提供了套利空间。由于具有良好的收益性,2001 年以来各方资本纷纷投资 LNG 液化工厂,LNG 工厂产能迅速扩张,截至 2013 年底,已投运项目 66 个,总产能达到 123.3 亿 m3/a,同比增长 61%,市场主体达到 57 家企业。


        在终端利用环节,LNG可作为成品油、LPG、煤炭等的替代燃料,应用于民商、工业、交通、发电等领域。近两年,LNG 在车用领域的利用成为我国天然气行业发展的亮点。LNG 汽车是使用 LNG 作为燃料的汽车,主要替代燃料为柴油。


       2012—2013 年,在国家《天然气利用政策》和地方政府机动车“油改气”等有利政策环境下,主要公司纷纷推进 LNG 加注站建设,推广 LNG 汽车的应用。截至 2013 年底,我国 LNG 汽车保有量超过 10 万辆,主要为公交车和重型卡车。LNG加气站数量呈爆发式增长,由 2011 年的 241 座,增长到2012年的811座,2013年底达到约1844座,主要分布于靠近油气田的西部地区和靠近 LNG 接收站的东南沿海地区,新疆、河北、山东、广东、内蒙古、河南、山西、江苏、浙江、陕西十省的LNG 加气站数量占全国的比重超过 70%。我国LNG 汽车产业相关装备制造已形成从 LNG 整车、发动机、车载气瓶及供气系统到 LNG 加注设备的覆盖全产业链的装备制造能力,2013 年全年生产天然气汽车 21.7 万辆,同比增长 37%。
 
 
2、LNG 汽车的特点及发展优势

 
 LNG 汽车相对于 CNG 汽车的特点 2.1


       以天然气为燃料的汽车分为CNG(Compressed Natural Gas, 压缩天然气)汽车和LNG 汽车,两者的区别在于天然气的储存形式的不同。CNG 汽车以压缩天然气作为燃料,储存压力约为 20MPa,最早推广使用于天然气资源丰富的国家,伊朗、巴基斯坦、阿根廷、巴西、印度的 CNG 汽车保有量居世界前列。
我国 CNG 汽车随着 1999 年国家第一批“清洁汽车行动”试点工作的开展实现了较快推广应用,CNG 技术相对LNG 开发和应用的时间较早,已经较为成熟和稳定,全国很多地区(如四川、重庆、新疆、陕西等)都有 CNG 汽车运行经验,因此目前 CNG 汽车仍为我国天然气汽车的主体 , 占比约 95%。


       近两年,我国 LNG 汽车的发展速度远超过CNG 汽车,2010~2012 年 LNG 加注站数量的年均增速为 196%,远高于 CNG 加气站 16% 的年均增速。


        相对于 CNG 汽车,LNG 汽车主要有以下优势:一是能量密度更高,LNG 的能量密度约为柴油的 60%,为同体积 CNG 的四倍,因此 LNG汽车有更强的续驶能力,在公共汽车、重型卡车等耗气量大的应用领域优势明显(200L 气瓶单次加气行驶里程可超过 400km);二是 LNG 经过低温净化处理,相对于 CNG 更加清洁;三是由于LNG 在低温常压下储存,LNG 汽车安全性高于CNG 汽车;四是 LNG 加注站运营成本低于 CNG加气站。


        LNG 汽车相对于 CNG 汽车也有劣势,一是 LNG 汽车购车价格普遍高于 CNG 汽车;二是由于 LNG 储存在低温车载气瓶中,若长期放置,温度升高将引起气瓶通过安全阀将甲烷释放到空气中,对环境造成污染,因此 LNG 汽车适用于使用率高的车辆,不宜长时间停放。
 
 环保优势 2.2


        环境效益是政府在城市公交和出租车领域推广天然气汽车的主要驱动因素。LNG 汽车替代柴油汽车能有效减少有害气体和颗粒物排放,研究表明与配备国 Ⅲ柴油发动机的公交车相比,配备国Ⅲ天然气发动机的 LNG 公交车减少 99% 的一氧化碳、83% 的碳氢化合物、31% 的氮氧化合物排放,无颗粒物和烟尘排放,且基本不含铅、硫化物、苯等;同时 LNG 汽车还能有效减少噪声污染。


       LNG 汽车的温室气体减排效果往往取决于发动机类型和燃油质量等因素,目前尚无统一定论。在我国由于机动车和燃油的排放标准相对欧洲、美国仍滞后,LNG 汽车相对于柴油车的环保优势非常明显,对于缓解我国空气污染将起到重要作用。我国于 2013 年 9 月发布的《大气污染防治行动计划》明确鼓励包括天然气汽车在内的清洁能源汽车的推广应用。
 
 燃料价格优势 2.3


       车用天然气相对于汽柴油的燃料价格优势是用户购买和改装天然气汽车的主要驱动因素。按等热值比较,车用 CNG 价格与汽油、柴油的平均比价分别为 0.48、0.52;车用 LNG 价格由于增加了液化成本比 CNG 价格更高,与柴油的平均比价约为 0.65。西部省份由于靠近气源地,气价和比价较低;东部沿海地区气源主要为进口 LNG 和长输管道气,气价和比价更高。


       广东省车用 LNG 价格水平最高,LNG 与柴油比价达到 0.73—0.76;陕西、内蒙、新疆车用 LNG 价格最低,与柴油比价为 0.55—0.57。据测算,LNG 公交车相对于柴油车约节省 22% 的燃料费用,LNG 重型卡车相对于柴油重卡节省约 15% 的燃料费用。虽然 LNG 汽车购车价格高于柴油车,但由于燃料费用低,因此每公里总成本(包括购车成本和燃料费用)更低。节省的燃料费用将抵消多支付的购车费用,仅需 2年左右即可收回购车成本。
 
 
3、LNG 汽车发展相关问题分析
 
 LNG 汽车发展目前面临的问题 3.1
      我国 LNG 汽车产业尚处于发展初期,实现可持续发展仍面临诸多问题,将影响到 LNG 汽车的推广。
 
一是加气基础设施不完善,网络仍不健全。


       近两年我国 LNG 加注站爆发式增长,目前已有超过 1800 座 LNG 加注站,但相对于加油站超过 10万座的规模还明显滞后,尚未形成 LNG 加注站网络。LNG 汽车主要推广应用领域为公交车和重型卡车,其中公交车有固定线路可到专用加注站加注 LNG,受到加注网点的限制较小,而重型卡车往往长途行驶,LNG 加注站的布局将限制其应用范围。
 
二是相关标准和规范尚不健全。


        我国 CNG汽车发展起步早,相关标准较为完善。相比 CNG汽车,LNG 汽车相关标准规范仍不健全,2011 年能源局发布了《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》,但在 LNG 车辆燃料系统、车用 LNG气瓶、汽柴油车辆改装 LNG 汽车等方面的标准和规范仍存在缺失。
 
三是缺少相应政策支持。


       与新能源汽车相比,针对天然气汽车产业国家尚未制定专门的发展政策,包括投资贷款、税收、购车补贴等鼓励政策。LNG 加注站建设投资成本高、审批程序繁杂,建设用地等方面限制较多,部分地方政府对 LNG 公交车给予补贴,但未制定交通运输相关发展规划以统筹加气站建设和天然气汽车发展,造成了加气站布局不合理、建站速度滞后的局面。
 
       油气价格变化是影响 LNG 汽车发展的不确定性因素 3.2
经济性因素影响替代行为,油气价格变化将影响 LNG 汽车对柴油车的替代。LNG 汽车适用领域为中重型客车或货车,主要替代对象为柴油汽车,车用 LNG 相对于柴油更低的价格,促使用户为了降低燃料成本而使用 LNG 汽车替代柴油汽车。


       若车用 LNG 价格上涨,或柴油价格下跌,使得油气比价降低,LNG 汽车相对于柴油汽车的经济性将降低,将影响 LNG 汽车的推广和使用。当前我国车用 LNG 零售价格主要为市场定价,LNG 加注站根据市场供需情况调整零售价格,2013 年底国内主要城市车用 LNG 零售均价约 4.9 元 /m3。


        根据我国成品油价格机制,柴油零售价格根据国际油价变动联动调整。按照等热值换算,目前车用LNG 零售价格与零号柴油零售价格比价均值约为0.65。


       油气比价的变化趋势同时受到气价和油价变化的影响。气价方面,随着天然气价改政策的实施,存量气和增量气价格并轨,我国天然气平均门站价格将呈上行趋势,车用 LNG 零售价格面临上行压力。


       油价方面,成品油价格水平受到国际油价和国内成品油质量升级的双重影响,预计到 2020年国际原油价格将小幅下行,国内成品油价格也将相应下调,而另一方面,我国成品油质量升级将使得成品油价格呈上升格局。


        综合油气变化的影响,预计短到中期 LNG 价格相对于柴油的经济性将继续保持,但长期油气比价的变化存在不确定性。


        除了影响替代行为,天然气价格变化将影响LNG 加注站的建设速度。目前我国天然气门站价格与车用 LNG 零售价格的价差较大,调价后全国门站均价 1.95 元 /m3,与车用 LNG 零售价依然有接近 3 元 /m3的价差,除去加注站的投资和运营成本仍有较大利润空间,促使企业积极投资建站。


       根据最新天然气价格政策,增量气门站价格直接与替代能源价格挂钩,相对于之前增幅较大,原料气价格上涨将使得新建 LNG 加注站利润受到压缩,影响 LNG 加注站的建设速度。事实上,2013年四季度加气站的建设速度已经开始放缓,同时天然气汽车的产量增速 2013 年下半年开始明显 放缓。
 
3.3.我国排放标准升级和新能源汽车的发展将影响 LNG 汽车的发展前景


        我国车用能源消耗以柴油、汽油为主,天然气、燃料甲醇、燃料乙醇等替代燃料车及新能源汽车也得到了不同程度的发展。车用领域能源的发展程度取决于资源可得性、经济性、环保性、使用便捷程度、可靠性及安全性等多方面因素,LNG汽车的发展前景也受到传统汽柴油车、新能源汽车及其他替代燃料汽车发展的影响。


       根据 2013 年 9 月国家出台的《大气污染防治行动计划》,将在 2013 年底前全国供应符合国家第四阶段标准的车用汽油,在 2014 年底前全国供应符合国家第四阶段标准的车用柴油,在 2017 年底前全国供应符合国家第五阶段标准的车用汽、柴油。


      随着我国排放标准的日益严格,成品油质量升级进程加快,LNG 汽车相对于柴油车的环保优势将逐渐减小,但由于排放标准升级将使得柴油车购车价格和燃料价格上涨,预期 LNG 汽车相对于柴油车仍能保持经济性优势,经济效益将成为其发展的主要驱动因素。


      2013 年 9 月,我国新出台的《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》中,对购买包括纯电动车、插电式混合动力车、燃料电池车在内的新能源汽车实行新一轮补贴政策,而 LNG 汽车属于化石燃料汽车,不在补贴范围之内。


       虽然我国新能源汽车尚未实现规模化商业运营,面临基础设施严重滞后、购车成本高、性能有待提高、商业案例少等问题,国家提出的到 2015 年实现 50万保有量的目标实现仍有困难。但长期来看,新能源汽车基础设施的完善和技术突破有可能将使其实现规模化商用,从而挤占 LNG 汽车的市场空间。目前在国际上日本、韩国、欧洲、美国都在推广新能源汽车,而我国预期将成为新能源汽车的最大市场。
 
 
4、结论与展望
      预计未来我国汽车保有量的快速增长和天然气市场的快速发展将带动 LNG 汽车产业持续增长。预计至 2020 年,国内经济虽将有所放缓但仍能保持中速增长,城镇化率进一步提高,收入分配、税收改革不断推进,人均收入稳步提高,国内有效需求提升潜力巨大,汽车保有量将经历增长最快的时期。
     根据清华大学中国车用能源研究中心预测,到 2020 年我国汽车保有量将达到 2.7 亿辆,年均增速约 13%。


       我国天然气市场的快速发展将带动 LNG 汽车产业持续增长,根据中国石油经济技术研究院预测,预计到 2020 年我国天然气需求将保持快速增长,到 2020 年达到约 3500 亿 m3,年均增速 11%;天然气资源供应能力将大幅提升,2020 年将达 4000 亿 m3。


       随着供应能力的提高、天然气管网等基础设施的建设、城镇化和气化城市进程的推进,LNG 汽车的应用范围将进一步 扩大。


        综上所述,随着我国进入天然气发展的黄金时期,在环保优势和经济优势的双重驱动下,我国LNG 汽车产业也迎来发展的黄金时期。虽然 2013年下半年新建 LNG 加注站数量及天然气汽车产量增速有所放缓,但预计到 2020 年仍将保持快速增长,尤其是 LNG 重型卡车将成为未来几年的发展亮点。随着 LNG 加注站基础设施的增加,加气网络的逐渐形成,LNG 汽车的推广程度将进一步增加。


       目前我国对于 LNG 汽车产业的支持政策力度略显不足,但使用环节和加气环节的经济效益仍将支持 LNG 产业快速发展。长期来看,油气价格是影响 LNG 汽车相对于柴油汽车的经济性和 LNG加注站收益性的不确定因素,传统汽柴油车的排放标准升级及新能源汽车的技术突破等因素也将影响到 LNG 汽车的发展前景。(其他作者系段兆芳、单卫国)

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