甲醇柴油雙燃料重型貨車推廣及價值研究

廉蓉，朱維娜，肖城，胡志權(quán)，潘凌云

?

甲醇柴油雙燃料重型貨車推廣及價值研究

廉蓉，朱維娜，肖城，胡志權(quán)，潘凌云

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

甲醇作為一種替代燃料在汽車上的應用已得到證實。甲醇柴油雙燃料重型貨車是否具備商業(yè)化推廣條件，需要從多方面獲得支持，其中車輛價值是重要因素之一。文章從國家政策、市場環(huán)境、技術(shù)條件方面分析了車輛推廣的外部條件，并且以運營收益為主要對象研究了車輛的價值模型，得出車輛具備經(jīng)濟性優(yōu)勢的條件，為甲醇柴油雙燃料重型貨車的推廣提供了借鑒。

甲醇柴油雙燃料；推廣條件；價值模型；經(jīng)濟性

概述

自20世紀以來，我國重型貨車的燃料主要以柴油為主。20世紀末，隨著石油供需的日趨緊張，我國戰(zhàn)略性的提出要發(fā)展替代燃料汽車，以緩解石油緊缺帶來的對我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的制約。在天然氣、生物質(zhì)燃料、甲醇、二甲醚等眾多替代燃料中，天然氣逐步成為替代燃料中的主力被廣泛應用，天然氣重型貨車的研發(fā)應用也為其他替代燃料汽車的開發(fā)積累了經(jīng)驗。

然而，隨著我國天然氣需求量的增加，我國的能源戰(zhàn)略隨之調(diào)整。2006年國家發(fā)改委工業(yè)司《我國醇醚燃料及醇醚清潔汽車發(fā)展專題報告》將煤基甲醇作為今后20-30年過渡性車用替代燃料。國家工信部發(fā)布《關(guān)于開展甲醇汽車試點工作的通知》，更為甲醇汽車商業(yè)化應用提供了政策支持與發(fā)展環(huán)境。通過理論及實踐的驗證，甲醇柴油雙燃料是適合在重型貨車上應用的燃料類型。以下將對甲醇柴油雙燃料重型貨車的推廣條件及價值模型進行簡要分析，為其商業(yè)化應用提供依據(jù)。

1 甲醇柴油雙燃料重型貨車的推廣條件

1.1 國家能源政策支持

我國石油資源相對短缺，煤炭資源豐富。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的石油需求量將會越來越大，需避免因石油的高度依賴給我國帶來的能源安全威脅。而提高對煤炭的高效利用，適度發(fā)展煤炭深加工產(chǎn)業(yè)，既是國家能源戰(zhàn)略技術(shù)儲備和產(chǎn)能儲備的需要，也是推進煤炭清潔高效利用和保障國家能源安全的重要舉措。

煤制甲醇是煤炭深加工產(chǎn)業(yè)之一，也是甲醇來源中最主要的途徑?！笆濉币詠恚覈状籍a(chǎn)能、產(chǎn)量和消費量迅速增長，均居世界首位，已成為世界甲醇大國。甲醇產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃提出，“到2020年，預計我國甲醇需求量約為8600萬噸，甲醇產(chǎn)能應達到9200萬噸。”

我國豐富的煤炭儲量、煤炭深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及需求端的拉動，保障了甲醇的穩(wěn)定供給。

1.2 甲醇燃料供給的市場條件

從2017年統(tǒng)計到的甲醇需求占比來看，甲醇燃料的需求占比高達14%，已經(jīng)超過甲醛成為繼甲醇制烯烴后的第二大需求，預估年消費量在740萬噸以上。甲醇燃料主要涉及甲醇鍋爐、甲醇汽油、船用燃料、鍋爐燃氣灶等。

圖1 甲醇需求占比

甲醇生產(chǎn)的三種途徑中，煤制甲醇產(chǎn)能最大，占比70%以上，其成本主要受煤價影響；天然氣制甲醇受到政策限制且與天然氣價格關(guān)聯(lián)；焦爐氣制甲醇開工率不高。市場上煤制甲醇的供應與價格都相對穩(wěn)定。

甲醇價格受供需關(guān)系影響，在不同區(qū)域市場價格有所不同?？傮w來說，西北地區(qū)市場較為便宜，下游華北、華東地區(qū)價格較高。因此，在內(nèi)蒙、陜西、山西、河南等地區(qū)，當前甲醇市場價格區(qū)間為2700-3400元/噸，在該地區(qū)發(fā)展甲醇商用車，為車輛經(jīng)濟性提供了條件。而對于甲醇生產(chǎn)企業(yè)運營的運輸車輛，可獲得更低的燃料成本，經(jīng)濟性更具優(yōu)勢。

圖2 近年甲醇市場價格走勢

甲醇燃料加注站的數(shù)量遠遠不及天然氣、柴油加注站，且分布較為集中，一是“四省一市”試點地區(qū)的加注站較為充足，二是以企業(yè)建站形式對固定線路的車輛進行燃料供給。因此，現(xiàn)階段發(fā)展甲醇柴油雙燃料重型貨車宜采用以點帶面的形式進行推廣。

圖3 2017年甲醇、天然氣、柴油加注站保有量

1.3 甲醇柴油雙燃料重型貨車具備的技術(shù)條件

一直以來，甲醇汽車低溫啟動以及甲醇供給系統(tǒng)的可靠性方面存在技術(shù)瓶頸。純甲醇燃料在10℃以下冷啟動困難。供給系統(tǒng)的難題在于甲醇的腐蝕性，比如車輛的油箱、濾清器、油泵、油路等，有金屬件、塑料件、橡膠件，甲醇對這些材質(zhì)都有一定程度的腐蝕性。

經(jīng)過多年的攻堅克難，企業(yè)已經(jīng)可以生產(chǎn)耐醇商用車零部件。甲醇商用車低溫啟動問題也得到很好的解決[1]。天津大學內(nèi)燃機燃燒學國家重點實驗室姚春德教授領(lǐng)銜的內(nèi)燃機替代燃料創(chuàng)新團隊，其研究的柴油甲醇組合燃燒技術(shù)（DMCC）”，發(fā)動機用純柴油起動，熱機后采用雙燃料方式工作，其特點是，甲醇進氣管噴入、柴油引燃甲醇混合氣、柴油甲醇實時最優(yōu)配比，解決了甲醇難壓燃和冷啟動以及甲醇與柴油不相溶、甲醇蒸發(fā)性差的難題[2][3]。

2017年，“四省一市”甲醇汽車試點相繼通過專家驗收，探究及掌握了高比例甲醇汽車在啟動、加速時間、爬坡、噪聲、燃料消耗、排放污染物以及發(fā)動機可靠性等方面的第一手數(shù)據(jù)，為甲醇汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)與實際驗證[4]。

2 甲醇柴油雙燃料重型貨車價值模型建立與分析

本文所述重型貨車價值僅為車輛運營收益。根據(jù)《機動車強制報廢標準規(guī)定》，重型貨車的使用年限為15年；而根據(jù)市場統(tǒng)計，一般客戶在使用5-7年便會更換車輛。因此兩年內(nèi)車輛能夠為客戶帶來的運營收益，將直接刺激客戶的購買意愿。

運用收益為運營收入與運營支出的差值。運營收入包含配送費用、二手車殘值；運營支出包含購車成本、使用成本、維護成本及處置成本。

圖4 運營收益構(gòu)成圖

甲醇柴油雙燃料車與柴油車運營收益對比在如下條件下進行：

①兩種車型運行工況為長途標載高速，總質(zhì)量49噸，行駛相同路線，里程均為20萬公里；

②兩種車輛運營收入相同。該條件基于雙燃料車型與柴油車整備質(zhì)量相同，車輛載重相同，獲得的運費收入相同；

③兩種車型的發(fā)動機熱效率相同。在理論上甲醇燃料含氧特性，燃燒快速充分，可有效提高發(fā)動機的熱效率。姚春德教授團隊研究結(jié)果，雙燃料發(fā)動機相比于柴油機燃燒效率提高了8.7%。為化簡計算，忽略發(fā)動機熱效率差異；

④雙燃料車比柴油車購車成本增加1萬元，兩種車型的維護成本相同。雙燃料車與柴油車差異在于發(fā)動機與供給系統(tǒng)；

⑤兩種車型車輛殘值相同。該條件對兩年內(nèi)運營收益計算無影響；

⑥尿素消耗費用相同。工程車間隔2-3萬公里，公路車間隔8-9萬公里，噴2L尿素，尿素消耗差異可忽略不計；

⑦以甲醇價格2.80元/L，柴油價格7.80元/L進行計算。

按建立的價值模型分析得出：

（1）甲醇價格2.80元/L，柴油價格7.80元/L時，雙燃料車較柴油車百公里運營成本節(jié)省48.5元，首年多收益8.7萬元，兩年多收益18.4萬元；

（2）在影響雙燃料車運營成本因素中，燃料使用成本占到運營成本的50%以上，是最主要的影響構(gòu)成，燃料價格是最主要的影響因素；

（3）當柴油價格低于5.2元/L（甲醇價格維持在2.8元/L），或甲醇價格高于4.2元/L（柴油價格維持在7.8元/L）時，甲醇柴油雙燃料車不具備經(jīng)濟性優(yōu)勢；

（4）甲醇柴油雙燃料車具備經(jīng)濟性優(yōu)勢的情況下，年行駛里程越長，優(yōu)勢越明顯。

3 結(jié)論

（1）政策方面，國家能源政策支持和引導發(fā)展甲醇汽車；市場方面，甲醇燃料市場為甲醇汽車提供足夠的能源保障，甲醇價格優(yōu)勢為甲醇汽車推廣提供重要動力；技術(shù)方面，甲醇汽車技術(shù)的成熟為甲醇汽車商業(yè)化提供內(nèi)在支撐。

（2）通過建立甲醇柴油雙燃料重型貨車價值模型，分析得出柴油及甲醇價格是影響車輛運營收益最主要的影響因素。在邊界條件內(nèi)，甲醇柴油雙燃料重型貨車相比柴油車具備經(jīng)濟性優(yōu)勢。

[1] 艾崇,姚春德.我國甲醇汽車發(fā)展現(xiàn)狀及思考[J].科技視界,2017(6): 277.

[2] 王斌,姚安仁,姚春德,等. 柴油噴射壓力對柴油/甲醇二元燃料發(fā)動機燃燒和排放影響的試驗研究[J].內(nèi)燃機工程, 2017 38(3):23- 28.

[3] 姚春德,劉美娟,王斌,等.固定柴油引燃量時不同甲醇替代率對DMCC發(fā)動機著火與燃燒特性的影響[J].汽車安全與節(jié)能學報, 2016 7(4):420-426.

[4] 馬志義,陳昊,李陽陽.陜西省車用甲醇燃料的政策體系與研究現(xiàn)狀[J].汽車實用技術(shù), 2012 (12):43-46.

Research on promotion and value of DMCC heavy-duty trucks

Lian Rong, Zhu Weina, Xiao Cheng, Hu Zhiquan, Pan Lingyun

( Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

The use of methanol as an alternative fuel in automobiles has been proven. Whether DMCC heavy-duty trucks have commercial promotion conditions need to be supported in many aspects, and vehicle value is one of the important factors. This paper analyzes the external conditions of vehicle promotion from the aspects of national policy, market environment and technical conditions, and studies the value model of the vehicle with the operating income as the main object, and obtains the conditions for the vehicle to have economic advantages. The above provides a reference for the promotion of DMCC heavy-duty trucks.

DMCC; promotion conditions; value model; economic

B

1671-7988(2019)03-10-03

U462

B

1671-7988(2019)03-10-03

U462

廉蓉（1983-），女，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，從事替代燃料重卡研究開發(fā)工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.003