從戰(zhàn)略高度認(rèn)識(shí)和推進(jìn)天然氣替代交通運(yùn)輸燃料

華賁 李亞軍

華南理工大學(xué)天然氣利用研究中心

從戰(zhàn)略高度認(rèn)識(shí)和推進(jìn)天然氣替代交通運(yùn)輸燃料

華賁 李亞軍

華南理工大學(xué)天然氣利用研究中心

交通運(yùn)輸能源的低碳多元化是當(dāng)前中國(guó)抑制石油對(duì)外依存度過(guò)快攀升的緊迫需要。為此，通過(guò)分析不同交通運(yùn)輸替代燃料的發(fā)展趨勢(shì)，指出在天然氣（LNG／CNG）、電、生物質(zhì)和煤基燃料3大類(lèi)交通運(yùn)輸燃料替代物中，LNG和CNG技術(shù)最成熟、成本最低、競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)（天然氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料具有單位熱值最高、尾氣排放最少、CO2排放量?jī)H為同熱值汽柴油排放量的3／4的優(yōu)點(diǎn)，有利于改善大氣質(zhì)量），且LNG和CNG的供應(yīng)具有保障性（至少到2030年，中國(guó)將有進(jìn)口LNG、非常規(guī)天然氣和小氣田就地液化的LNG、管網(wǎng)天然氣液化的LNG、城市燃?xì)忾T(mén)站或調(diào)壓站液化的LNG等4種LNG供應(yīng)源，足以保障到2030年有1 000×108m3／a的LNG和CNG供應(yīng)量），價(jià)格較低且比較穩(wěn)定。因此，推進(jìn)天然氣汽車(chē)（LNGV和CNGV）在中國(guó)的發(fā)展，加速其替代目前占中國(guó)交通運(yùn)輸能源93%、占原油總耗量60%的汽柴油車(chē)的進(jìn)程，對(duì)保障國(guó)家戰(zhàn)略安全具有極其重要的意義。結(jié)論認(rèn)為，政府及早制定相關(guān)規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)是推進(jìn)天然氣替代交通運(yùn)輸燃料發(fā)展的關(guān)鍵。

交通運(yùn)輸燃料 LNG／CNG 低碳 替代 汽柴油 石油對(duì)外依存度 LNGV 產(chǎn)業(yè)鏈 規(guī)劃

在世界一次能源向低碳轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，首當(dāng)其沖會(huì)被替代的就是目前還占一次能源首位（35%）、60%～70%用于交通運(yùn)輸燃料的石油。這是因?yàn)槭图仁亲钤缈萁叩幕茉?，也是其在使用中排放的二氧化碳很難被捕集和封存（CCS）的化石能源，美國(guó)和中國(guó)交通運(yùn)輸耗能中石油分別占96%和93%。因此，交通運(yùn)輸能源的多元化替代是向低碳一次能源轉(zhuǎn)型的首要任務(wù)。

必須指出，交通運(yùn)輸能源多元化替代絕不是簡(jiǎn)單地讓現(xiàn)有汽（柴）油車(chē)（船）改用別的燃料，而是包括交通運(yùn)輸總量控制、交通運(yùn)輸模式和科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、各種新型交通運(yùn)輸能源價(jià)值鏈的全面發(fā)展的大系統(tǒng)工程。減少運(yùn)輸總量是最根本的交通節(jié)能。煤的運(yùn)輸占了中國(guó)交通運(yùn)輸總能耗相當(dāng)大的比例。控制煤炭增量、新增煤電廠靠近坑口、天然氣替代工業(yè)燃煤等等，可控制新增煤炭對(duì)運(yùn)力的需求。發(fā)達(dá)國(guó)家如丹麥等經(jīng)歷了由公共交通向私人交通的轉(zhuǎn)型，但在環(huán)境目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下又正向低碳的發(fā)展自行車(chē)和公共交通回歸。中國(guó)是否一定要經(jīng)歷這種反復(fù)？能否直接進(jìn)入發(fā)達(dá)、便捷的市內(nèi)公共交通階段？中國(guó)的私家車(chē)能否控制在2～3億輛而不是IEA估計(jì)的4.2億輛？這是制定交通運(yùn)輸燃料替代規(guī)劃的基礎(chǔ)和前提。

更須指出，還有一個(gè)比低碳更緊迫的挑戰(zhàn)，就是中國(guó)石油對(duì)外依存度的過(guò)快攀升。2011年中國(guó)石油對(duì)外依存度已達(dá)到56.5%，直奔60.0%的紅線。原油進(jìn)口年增6%，已達(dá)2.54×108t／a。在美國(guó)逐步減少石油進(jìn)口量的前提下，而中國(guó)將成為世界上最大的石油進(jìn)口國(guó)，并且在越來(lái)越多地依賴(lài)地緣政治局勢(shì)欠穩(wěn)定的中東地區(qū)的情況下，這已不僅是能源供應(yīng)問(wèn)題，而是對(duì)中國(guó)的外交、政治和軍事政策的巨大挑戰(zhàn)，并有可能對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略安全構(gòu)成威脅。應(yīng)從這個(gè)戰(zhàn)略高度認(rèn)識(shí)和推進(jìn)中國(guó)交通運(yùn)輸燃料多元化替代的進(jìn)程，并立即著手在“十二五”內(nèi)啟動(dòng)。

1 交通運(yùn)輸燃料替代的途徑比較、發(fā)展趨勢(shì)和戰(zhàn)略目標(biāo)

1.1 不同替代燃料發(fā)展趨勢(shì)分析

圖1是中國(guó)未來(lái)交通能源多元化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)圖［1］。

圖1 中國(guó)未來(lái)交通能源多元化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)圖

圖1的預(yù)測(cè)結(jié)果是在碳減排約束下，考慮科技進(jìn)展、成本和競(jìng)爭(zhēng)力等綜合因素后得到的。在LNG和CNG、電、生物質(zhì)和煤基燃料3大類(lèi)替代物中，LNG和CNG是技術(shù)最成熟、成本最低、競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的，因而近期應(yīng)優(yōu)先快速發(fā)展LNG和CNG，但其增勢(shì)隨可再生能源占比越來(lái)越大而漸緩。由于電池技術(shù)的進(jìn)步、電力構(gòu)成中可再生能源占比越來(lái)越大以及CCS技術(shù)的進(jìn)步，電、生物質(zhì)和煤基甲醇、二甲醚（DME）等的成本和碳排放進(jìn)一步降低，其增勢(shì)漸強(qiáng)。按照這個(gè)估計(jì)，2030年交通運(yùn)輸能源構(gòu)成可能是石油產(chǎn)品占1／2，LNG和CNG占1／5，電、生物質(zhì)和煤基燃料各占15%。2050年交通運(yùn)輸能源構(gòu)成可能是電占1／3、LNG和CNG占1／4、生物質(zhì)占1／5，油品和煤基燃料占1／5。

1.2 中、美交通運(yùn)輸燃料構(gòu)成比較

2002年交通燃料占美國(guó)石油消費(fèi)的69%，其中汽油消耗是柴油的2倍。2010年中國(guó)加工的4.23×108t石油中60%是汽柴油和煤油，其中柴油1.59×108t，汽油0.77×108t?？梢?jiàn)，中國(guó)與美國(guó)相反，柴油消耗是汽油消耗的2倍。因此，在全面規(guī)劃交通運(yùn)輸能源低碳轉(zhuǎn)型的同時(shí)，把能夠更快、更有效地控制中國(guó)石油對(duì)外依存度的、技術(shù)成熟的液化天然氣汽車(chē)（LNGV）發(fā)展（可大量替代柴油）放在優(yōu)先和重點(diǎn)的位置，具有重大戰(zhàn)略意義。遺憾的是在目前的中國(guó)媒體上，“交通能源替代”的內(nèi)涵僅僅被理解為“新能源汽車(chē)”，而這又局限于替代汽油的插電式或混合動(dòng)力的小汽車(chē)，很少關(guān)注柴油的替代，甚至還鼓吹小汽車(chē)燃料柴油化。電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展目前還嚴(yán)重依賴(lài)于電池技術(shù)的突破，規(guī)劃到2015年僅有幾十萬(wàn)輛。因此，有必要厘清中國(guó)天然氣作為交通運(yùn)輸替代燃料的重大意義，分析其潛力，指出其在近10～20年快速發(fā)展的前景。

1.3 中國(guó)到2030年LNGV和CNGV發(fā)展可行的戰(zhàn)略目標(biāo)

按照上述分析，如果2030年中國(guó)的總能耗能夠控制在45×108t／a，且把交通運(yùn)輸能耗控制在總能耗的18%左右（8×108t／a，為2007年的3.6倍），則2030年的交通運(yùn)輸燃料替代目標(biāo)為44%，即3.5×108t／a，其中LNG和CNG為1 400×108m3／a（1.8×108t／a）、電為0.8×1012k Wh／a（1×108t／a）、生物質(zhì)和煤基燃料為0.49×108t／a，占內(nèi)燃機(jī)和航空燃料的13%（0.7×108t／a），石油產(chǎn)品占56%，為4.5×108t／a，約合3.2×108t／a汽柴油，比2010年多26%。此時(shí)相應(yīng)的石油消耗總量約為5.3×108t／a，對(duì)外依存度可以保持在54%左右。如果這一目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，無(wú)疑會(huì)對(duì)中國(guó)的外交、政治、軍事戰(zhàn)略取向和國(guó)家戰(zhàn)略安全產(chǎn)生良好的作用。

實(shí)現(xiàn)2030年的上述目標(biāo)，從現(xiàn)在開(kāi)始需要5～10年的轉(zhuǎn)型加速期。如上所述，能源轉(zhuǎn)型加速的先驅(qū)和主力無(wú)疑是LNGV和CNGV，其中LNGV與CNGV的比率大體上保持2∶1。而要使LNG和CNG在2030年達(dá)到占交通運(yùn)輸能源的1／5，即20%的目標(biāo)，就必須使其到2015年占到能耗的13.5%（350×108m3／a），到2020年占到能耗的17.5%（700×108m3／a）。在2009年LNG和CNG已達(dá)能耗10%（91×108m3／a，主要是CNG）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)努力，上述目標(biāo)應(yīng)是可以實(shí)現(xiàn)的。

2 天然氣作為交通運(yùn)輸替代能源的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 LNG和CNG作為交通運(yùn)輸替代能源的優(yōu)點(diǎn)

在石油供應(yīng)及其價(jià)格隨世界地緣政治和經(jīng)濟(jì)形勢(shì)變化而不斷劇烈波動(dòng)的21世紀(jì)，天然氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料有很多優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝粺嶂担ū饶芰浚┳罡?，尾氣排放最少，CO2排放僅為同熱值汽柴油排放量的3／4，利于改善大氣質(zhì)量，供應(yīng)可靠，價(jià)格低且穩(wěn)定少波動(dòng)。主要燃料的物理化學(xué)特性比較見(jiàn)表1［2］。

2.2 國(guó)內(nèi)外LNGV和CNGV的發(fā)展現(xiàn)狀

按照國(guó)際天然氣汽車(chē)（NGV）組織的統(tǒng)計(jì)，近10年NGV以年增20.8%的速度增長(zhǎng)，到2010年已有1 160萬(wàn)輛NGV在81個(gè)國(guó)家運(yùn)行，排名前4位的是巴基斯坦、阿根廷、伊朗和巴西。到2020年NGV將達(dá)7 000萬(wàn)輛，其中大部分是CNGV［3］。加拿大西港（West Port）創(chuàng)新公司是LNGV技術(shù)的領(lǐng)跑者，所開(kāi)發(fā)的火花塞和高壓直噴天然氣內(nèi)燃機(jī)專(zhuān)利技術(shù)8年前就由西港—康明斯公司產(chǎn)業(yè)化，由Kenworth公司裝配成整車(chē)銷(xiāo)售，在加拿大的垃圾車(chē)、美國(guó)洛杉磯長(zhǎng)灘港口重卡都有應(yīng)用。燃油交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，而LNGV和CNGV替代它需要一系列新的制造業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、更新投資、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和習(xí)慣等“麻煩”，因此，目前還難以撼動(dòng)其壟斷地位。這是NGV迄今未在發(fā)達(dá)國(guó)家快速發(fā)展的原因。如今控制氣候變化的強(qiáng)大壓力，將推動(dòng)LNGV和CNGV及其引領(lǐng)的價(jià)值鏈構(gòu)成為一個(gè)嶄新的低碳產(chǎn)業(yè)群。近年來(lái)美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的突破使天然氣價(jià)格不再受油價(jià)高漲的影響。目前美國(guó)Henly Hube天然氣期貨價(jià)格僅為3.0＄／MMBTu（1 MMBTu＝1 055.056 J），相當(dāng)于石油18＄／桶。因而美國(guó)政府也正在制定發(fā)展NGV的規(guī)劃和政策。

表1 主要燃料的物理化學(xué)特性比較表

2009年中國(guó)天然氣汽車(chē)保有量已有45萬(wàn)輛，居世界第7位，其中絕大部分是CNGV，LNGV有近3 000輛。2008年油價(jià)沖高極大地促進(jìn)了中國(guó)天然氣汽車(chē)的加速發(fā)展：

1）CNGV在西部大城市（如重慶、西安、成都、烏魯木齊等），以現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)改裝為主，替代汽油的CNG出租車(chē)已經(jīng)普及應(yīng)用；在22個(gè)省份有加氣站1 324座。

2）LNGV在新疆、內(nèi)蒙古、山西、海南等?。▍^(qū)）各類(lèi)重型卡車(chē)、城際客車(chē)的應(yīng)用正在快速推廣，已在8省份設(shè)有加氣站15座［3］，新疆廣匯實(shí)業(yè)股份有限公司與哈薩克斯坦合作，利用進(jìn)口該國(guó)天然氣資源液化作為L(zhǎng)NGV燃料供應(yīng)鏈的保障，內(nèi)蒙古自治區(qū)在省一級(jí)制定了利用本省各類(lèi)天然氣資源的替代規(guī)劃。

3）新疆、長(zhǎng)沙、北京等?。▍^(qū)）市LNG替代柴油的公共汽車(chē)以及長(zhǎng)江、大運(yùn)河LNG替代柴油的船舶，均已開(kāi)始快速發(fā)展。

4）NGV硬件制造業(yè)、加氣設(shè)施制造產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，到2009年已有NGV設(shè)備制造商110家，NGV發(fā)動(dòng)機(jī)制造商18家，生產(chǎn)98種型號(hào)產(chǎn)品［3］，天然氣大巴已經(jīng)出口，車(chē)用Otto內(nèi)燃機(jī)改裝燃用CNG技術(shù)早已普及，現(xiàn)有Desier內(nèi)燃機(jī)改裝燃用天然氣的技術(shù)也已普遍推廣。目前，通過(guò)引進(jìn)消化加拿大西港創(chuàng)新公司技術(shù)，濰柴動(dòng)力股份有限公司、廣西玉柴機(jī)器股份有限公司、上海柴油機(jī)股份有限公司等生產(chǎn)的200～300 k W車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，廣州柴油機(jī)廠與挪威船級(jí)社合作研發(fā)設(shè)計(jì)、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的700～1 000 k W船用中速天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)等，均已形成國(guó)產(chǎn)化批量生產(chǎn)能力。燃料箱、加氣站全套設(shè)施等也已有多間工廠能夠生產(chǎn)。陜汽重卡集團(tuán)2012年1月開(kāi)始打出“中國(guó)天然氣重卡”整車(chē)的銷(xiāo)售廣告，為首條年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)生產(chǎn)線的產(chǎn)品開(kāi)辟市場(chǎng)。

3 中國(guó)LNG和CNG燃料供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性分析

3.1 中國(guó)LNG和CNG燃料供應(yīng)保障分析

包括頁(yè)巖氣、煤層氣、致密砂巖氣在內(nèi)的非常規(guī)天然氣并不像石油和常規(guī)天然氣那樣依賴(lài)于特定的成油（氣）地質(zhì)構(gòu)造，更不用說(shuō)潛力巨大的天然氣水合物了。未來(lái)50年，天然氣將有更大的發(fā)展［4］。目前北美的天然氣市場(chǎng)價(jià)格已經(jīng)與油價(jià)脫鉤，而隨供需格局變化。目前東亞LNG和亞歐大陸管輸天然氣價(jià)格以不同方式與油價(jià)掛鉤的局面，未來(lái)也將逐步改變。LNG和CNG替代石油是在供應(yīng)上有保障、經(jīng)濟(jì)上有競(jìng)爭(zhēng)力的，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)尤其如此，因?yàn)橹袊?guó)天然氣產(chǎn)業(yè)在資源和供應(yīng)兩方面有著不同于其他國(guó)家的特點(diǎn)。

1）中國(guó)常規(guī)天然氣資源量為56×1012m3，雖然占世界資源比重不大，但勘探開(kāi)發(fā)尚處于初期，可采儲(chǔ)量還遠(yuǎn)沒(méi)有摸清，還有很大潛力。而中國(guó)的非常規(guī)天然氣（主要是頁(yè)巖氣和煤層氣）資源非常豐富，而且其中相當(dāng)大一部分是小型、分散的，且分布在靠近東南沿海地區(qū)。在國(guó)土資源部宣布頁(yè)巖氣為新礦種，并將分區(qū)塊招標(biāo)、民營(yíng)企業(yè)準(zhǔn)入，并可能給予免稅或補(bǔ)貼等支持條件下，以就地液化成LNG的形式運(yùn)輸、銷(xiāo)售的頁(yè)巖氣將蓬勃發(fā)展。2008年投運(yùn)的香港易高公司山西沁水10×108m3／a煤層氣LNG項(xiàng)目就提供了一個(gè)成功的案例。

2）中國(guó)天然氣管網(wǎng)21世紀(jì)才開(kāi)始建設(shè)，迄今總長(zhǎng)僅有4×104km。2030年，當(dāng)中國(guó)天然氣耗量超過(guò)7 000×108m3／a，超過(guò)美國(guó)目前耗量1.2倍時(shí)，其天然氣管網(wǎng)總長(zhǎng)也不可能達(dá)到美國(guó)目前40×104km的規(guī)模，因而與管輸互補(bǔ)的“小型液化—LNG運(yùn)輸—衛(wèi)星氣化站”模式的發(fā)展勢(shì)在必行。其實(shí)早在“西氣東輸”一線啟動(dòng)的同時(shí)，以中原綠能高科有限責(zé)任公司和新疆廣匯實(shí)業(yè)股份有限公司為代表的這種模式就在市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下萌生和不斷壯大。如今，他們所推動(dòng)的中國(guó)LNG罐箱運(yùn)輸鏈不僅是天然氣中游環(huán)節(jié)的“另一條腿”，而且還將成為L(zhǎng)NGV和CNGV最具競(jìng)爭(zhēng)力的供應(yīng)鏈。

3）國(guó)際天然氣貿(mào)易格局正在發(fā)生重大變化。由于LNG貿(mào)易更靈活，且運(yùn)輸距離超過(guò)4 000 km時(shí)更經(jīng)濟(jì)，因此LNG貿(mào)易份額不斷增加。管輸天然氣和LNG價(jià)格的消長(zhǎng)變化也有相當(dāng)?shù)牟淮_定性。對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)，除了必須保持一定量有可靠性保障的管輸合同之外，還必須抓緊LNG接收站的建設(shè)。中國(guó)天然氣耗量大、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的用戶(hù)大部分在沿海地區(qū)，LNG接收站就近供應(yīng)，成本較低，潛力很大。2030年中國(guó)LNG進(jìn)口量有可能逼近1×108t／a（約1 300×108m3／a），與從陸上進(jìn)口的管輸天然氣博弈、互補(bǔ)，這對(duì)沿海地區(qū)的LNGV來(lái)說(shuō)，是燃料供應(yīng)的重要保障。

4）國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)剛剛頒布的“凈回值法”確定各省門(mén)站價(jià)的天然氣定價(jià)機(jī)制改革試點(diǎn)方案，以適當(dāng)定價(jià)的國(guó)產(chǎn)氣與國(guó)際貿(mào)易價(jià)格較高的進(jìn)口氣對(duì)沖，可以掌控國(guó)內(nèi)市場(chǎng)天然氣價(jià)格不受?chē)?guó)際天然氣價(jià)格波動(dòng)的沖擊。在這樣一個(gè)特定的歷史時(shí)期，從主干管網(wǎng)省門(mén)站取氣液化生產(chǎn)的LNG（加工費(fèi)為0.50元／m3左右）都可能比進(jìn)口LNG便宜。例如廣東地區(qū)從天然氣售價(jià)為2.74元／m3的門(mén)站取氣液化后所得LNG成本不過(guò)3.30元／m3，而廣東地區(qū)的柴油價(jià)格則超過(guò)7元／L。

5）天然氣管網(wǎng)門(mén)站壓力在6.0～10.0 MPa，城市燃?xì)饽┒斯鈮毫χ挥?.2 MPa，6.0～0.2 MPa降壓過(guò)程中寶貴的壓力能都在上千個(gè)各級(jí)管網(wǎng)調(diào)壓站的節(jié)流閥上白白浪費(fèi)掉了，而且還得耗能加熱、防止節(jié)流降溫后結(jié)冰堵塞。有的地方已經(jīng)開(kāi)始規(guī)劃采用膨脹機(jī)或激波制冷技術(shù)回收利用該壓力能。冷能的用途之一就是夜間將部分天然氣液化為L(zhǎng)NG，這部分LNG也可以用作交通運(yùn)輸燃料。

至少到2030年，中國(guó)LNGV和CNGV將有進(jìn)口LNG、非常規(guī)天然氣和小氣田就地液化的LNG、管網(wǎng)天然氣液化的LNG、城市燃?xì)忾T(mén)站／調(diào)壓站液化的LNG等4種LNGV燃料供應(yīng)源，足以保障到2030年有1 000×108m3／a的LNGV和CNGV燃料供應(yīng)。另外400×108m3／a的CNG供應(yīng)更沒(méi)有問(wèn)題。這是中國(guó)特有的條件，是其他國(guó)家無(wú)法比擬的。

3.2 中國(guó)LNGV燃料價(jià)格走勢(shì)和LNGV經(jīng)濟(jì)性分析

中國(guó)天然氣下游市場(chǎng)用戶(hù)主要集中在發(fā)電、民用、工業(yè)燃料、建筑物燃料、交通運(yùn)輸燃料、工業(yè)原料等6大領(lǐng)域。2009、2020年中國(guó)天然氣消費(fèi)比例統(tǒng)計(jì)、預(yù)計(jì)情況如表2所示［5］。

在“十二五”中國(guó)天然氣快速增長(zhǎng)期，承擔(dān)替代燃煤任務(wù)、占耗量60%的發(fā)電、工業(yè)、建筑物燃料大用戶(hù)，也是價(jià)格承受能力最弱的用戶(hù)。天然氣價(jià)格改革和推廣冷熱電聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)技術(shù)，主要就是解決這類(lèi)市場(chǎng)的開(kāi)拓問(wèn)題［6］。而承擔(dān)替代LPG和汽柴油任務(wù)的民用燃?xì)夂蚇GV燃料兩類(lèi)天然氣下游用戶(hù)，由于在未來(lái)石油價(jià)格難以回落到100＄／桶以下、汽柴油保持7～8元／L的格局下，對(duì)天然氣價(jià)格的承受能力是較強(qiáng)的。

表2 2009、2020年中國(guó)天然氣消費(fèi)比例統(tǒng)計(jì)、預(yù)計(jì)表

在上述4種LNG供應(yīng)源中，進(jìn)口LNG的價(jià)格可能是最高的。經(jīng)過(guò)LNG經(jīng)銷(xiāo)商和加氣站兩個(gè)中間環(huán)節(jié)，加上運(yùn)營(yíng)成本和稅收后的總成本，正常情況下進(jìn)口LNG的價(jià)格應(yīng)為4.00元／m3左右，除非國(guó)際局勢(shì)發(fā)生劇烈動(dòng)蕩，否則，其價(jià)格總體趨勢(shì)不會(huì)走高。其他3類(lèi)基于管輸天然氣的LNG供應(yīng)源，總成本應(yīng)低于進(jìn)口LNG價(jià)格。所以，在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期，將形成4種LNG競(jìng)爭(zhēng)性的買(mǎi)方市場(chǎng)，具體情況依地緣條件而定。這也是中國(guó)特有的現(xiàn)象。

國(guó)內(nèi)在運(yùn)的CNGV性能數(shù)據(jù)大致是1 m3天然氣在城市內(nèi)能夠替代1 L汽油，在城外高速公路上能替代1.2～1.3 L汽油。陜汽重卡集團(tuán)生產(chǎn)的LNGV重型卡車(chē)在內(nèi)蒙古自治區(qū)實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)是1 m3天然氣能夠替代0.94 L柴油。現(xiàn)有柴油機(jī)改裝的效果大體是1 m3天然氣能夠替代0.85～0.90 L柴油。按照目前國(guó)內(nèi)LNGV加氣站的價(jià)格（各地不同，大致介于4～5元／m3），替代7～8元／L的汽柴油有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

LNG替代柴油的經(jīng)濟(jì)性是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的決定因素。以陜汽重卡集團(tuán)350馬力（1馬力＝746 W）的LNGV為例，由于增加了能持續(xù)行駛1 000 km的兩個(gè)LNG燃料箱使成本增加近10萬(wàn)元，因此，其售價(jià)比同功率柴油車(chē)高約10萬(wàn)元。但若油費(fèi)能節(jié)省30%，則在年行駛15×104km條件下，1年多即可回收增加的投資。

4 推動(dòng)中國(guó)LNGV產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

CNGV所涉及的產(chǎn)業(yè)鏈比較單純，但因受高壓鋼瓶自重和裝載量的限制，只適用于城市內(nèi)短途的出租車(chē)和部分公交車(chē)、私家車(chē)。只要有充足的天然氣供應(yīng)，在行車(chē)區(qū)域設(shè)置足夠方便的CNG加氣站即可。增加1個(gè)CNG燃料箱和發(fā)動(dòng)機(jī)改造很容易，目前已在西部各大城市推廣。

LNGV則不然，低溫LNG燃料箱的能量密度比CNG的能量密度高2～3倍，可用于長(zhǎng)途行駛，且要求較少的LNG加氣站，這是LNGV相對(duì)于CNGV的主要優(yōu)點(diǎn)。但是LNGV的價(jià)值鏈遠(yuǎn)比CNGV的價(jià)值鏈復(fù)雜。LNGV全價(jià)值鏈的主體是LNGV的業(yè)主，即LNG車(chē)、船或其他設(shè)備的所有者和運(yùn)作者，購(gòu)置、使用、生命周期評(píng)估和置換的資本運(yùn)作者。其他3個(gè)從屬的供應(yīng)鏈?zhǔn)牵孩侔l(fā)動(dòng)機(jī)、燃料箱、整車(chē)等制造業(yè)供應(yīng)鏈；②加氣站規(guī)劃、布局、設(shè)置和服務(wù)供應(yīng)鏈；③LNG生產(chǎn)、運(yùn)輸、終端供應(yīng)鏈。這些都是圍繞LNGV主價(jià)值鏈并為之服務(wù)的。顯然不可能由任何一個(gè)企業(yè)構(gòu)建和集成這4個(gè)價(jià)值鏈來(lái)，而需要由中央和地方政府若干有關(guān)部門(mén)來(lái)統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)規(guī)劃。這正是中國(guó)LNGV產(chǎn)業(yè)發(fā)展的癥結(jié)之所在。

4.1 LNGV的市場(chǎng)分類(lèi)和開(kāi)拓策略

表3是中國(guó)2009年柴油消費(fèi)1.38×108t／a的分布情況［7］?？梢酝茢?，在“交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)郵政”之外的其他各項(xiàng)中，也將柴油大量用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。例如“農(nóng)、漁業(yè)”中的拖拉機(jī)、收割機(jī)、漁船，“建筑業(yè)”中的水泥車(chē)、運(yùn)土車(chē)，起重機(jī)，“工業(yè)”中的采礦車(chē)、挖掘機(jī)，市政中的垃圾車(chē)、清掃車(chē)等。因此可以認(rèn)為，90%左右的柴油是用作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的，是可以用LNG替代的。

按照價(jià)值鏈主體的特點(diǎn)可把LNGV價(jià)值鏈分為3大類(lèi)。

1）第一類(lèi)：交通運(yùn)輸、物流倉(cāng)儲(chǔ)、郵政等一般性長(zhǎng)途LNGV，其活動(dòng)范圍廣，要求上述3個(gè)從屬供應(yīng)鏈全時(shí)間、空間的配合。

2）第二類(lèi)：專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、活動(dòng)場(chǎng)所特殊、路線固定的LNGV，如農(nóng)業(yè)、礦山、建筑、市政環(huán)衛(wèi)、港口裝卸等等。它的上述供應(yīng)鏈①很專(zhuān)業(yè)，供應(yīng)鏈②總投資少，易設(shè)置。

3）第三類(lèi)：船用LNGV，漁船、內(nèi)河、近海、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船等，其特點(diǎn)各不相同。

第二類(lèi)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)的LNGV比較容易設(shè)置，可以作為推廣LNGV的突破口。第三類(lèi)LNGV次之。第一類(lèi)LNGV也可以先在局部地區(qū)推行，如固定路線的城際客車(chē)、礦石運(yùn)輸車(chē)等，待取得經(jīng)驗(yàn)再全面推廣。

4.2 政府積極推進(jìn)

早在2006年科學(xué)技術(shù)部就組織了市內(nèi)LNG公交車(chē)試點(diǎn)，并已證明完全可行且極有必要。當(dāng)前政府的職責(zé)是盡快制定相應(yīng)的規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)。

1）在天然氣發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)制定、并有充分保證的前提下，首先要切實(shí)制定好LNGV價(jià)值鏈總體發(fā)展規(guī)劃（空間布局、階段和進(jìn)度規(guī)劃）以及制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展、加注站設(shè)置、LNG供應(yīng)等3個(gè)從屬產(chǎn)業(yè)鏈的相應(yīng)規(guī)劃。近年來(lái)許多公司看好LNGV的發(fā)展前景，紛紛在各地區(qū)“搶灘布點(diǎn)”LNG加氣站，企圖占得壟斷先機(jī)。政府再不做好總體規(guī)劃將導(dǎo)致LNGV產(chǎn)業(yè)的惡性競(jìng)爭(zhēng)、重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)。

表3 2009年中國(guó)柴油消費(fèi)比例表

按照一輛300 k W的重型卡車(chē)耗氣50 m3／100 km、每車(chē)年運(yùn)行15×104km、耗氣7.5×104m3／a計(jì)算，LNGV 2015年將占到天然氣替代交通運(yùn)輸燃料量的2／3，即250×108m3／a左右，相應(yīng)于到2015年中國(guó)應(yīng)有33萬(wàn)輛300 k W的重型卡車(chē)全負(fù)荷運(yùn)行，折合成大小不等的車(chē)船，大致為40～50萬(wàn)輛（艘）左右，到2020和2030年還需增加2～4倍。而現(xiàn)在濰柴動(dòng)力股份有限公司和陜汽重卡集團(tuán)LNG卡車(chē)的生產(chǎn)線能力規(guī)劃到2015年只有5萬(wàn)臺(tái)（輛）。權(quán)宜之計(jì)可用現(xiàn)有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和整車(chē)改裝成LNGV，但其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展之路不能走現(xiàn)有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的路線，因?yàn)槟菍p失近10%左右的效率和能源。LNGV制造業(yè)，是中國(guó)未來(lái)重要的低碳產(chǎn)業(yè)和出口產(chǎn)業(yè)，必須及早規(guī)劃、布局，制訂準(zhǔn)入、支持和優(yōu)惠政策。

2）及早制定好LNGV（包括各類(lèi)車(chē)、船，加氣站等）價(jià)值鏈上所有環(huán)節(jié)的硬件制造、操作運(yùn)行、質(zhì)量、安全等各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，是促進(jìn)其快速發(fā)展的、事半功倍甚至“四兩撥千斤”的舉措。

3）目前還沒(méi)有LNGV相應(yīng)的法律、規(guī)范，對(duì)LNGV套用汽柴油或LPG燃料的標(biāo)準(zhǔn)并不合適。及早制定相關(guān)法規(guī)，是上層建筑促進(jìn)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)發(fā)展的應(yīng)盡職責(zé)。

4.3 加氣設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和布局

由上述對(duì)3類(lèi)LNGV推行難易的分析可見(jiàn)，供應(yīng)鏈②其實(shí)是LNGV價(jià)值鏈推廣的主要障礙。特別是第一類(lèi)LNGV的推廣，要求在全國(guó)范圍內(nèi)所有現(xiàn)有柴油加油站的地方都能夠方便地加注LNG。LNG雖然是易燃易爆物品，但國(guó)外的研究和大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明［8］，在針對(duì)其特性采取安全措施的條件下，其并不比汽柴油或LPG更危險(xiǎn)，安全性反而更容易得到保障。相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)須由國(guó)家和省市交通、公安、消防、規(guī)劃等部門(mén)聯(lián)手，委托在LNGV領(lǐng)域的先行企業(yè)和行業(yè)組織著手制定。

4.4 LNGV／CNGV燃料供應(yīng)鏈終端運(yùn)營(yíng)模式

目前西部城市中心區(qū)內(nèi)的CNG加氣站大部分采用CNG子母站模式，在母站把管道天然氣壓縮到25 MPa，用高壓罐車(chē)分送到各個(gè)加氣子站［9］。未來(lái)將更多采用LNG和CNG兩用模式：罐中僅儲(chǔ)存LNG，需要CNG時(shí)，用泵把LNG升壓到25 MPa再氣化，以期節(jié)省占地和壓縮機(jī)功耗。

長(zhǎng)途貨運(yùn)重型卡車(chē)（或拖頭）掛兩個(gè)LNG燃料箱可以馳行800～1 200 km，使水泥車(chē)、礦山車(chē)、垃圾車(chē)、港口定點(diǎn)運(yùn)輸車(chē)等只需在起始和終到地設(shè)置較少的LNG加氣站。未來(lái)隨著LNGV在全國(guó)普及，可以在現(xiàn)有高速公路加油站附設(shè)LNG／CNG加氣站，采用可拖動(dòng)的LNG罐箱作為加氣站儲(chǔ)罐，還能夠減少占地、便于置換、避免倒罐損失。

內(nèi)河LNG船舶宜采用小型加注船的模式。當(dāng)船舶駛近或駛離碼頭幾公里的距離內(nèi)，出動(dòng)LNG加注船貼近運(yùn)輸船，給其加注LNG。既保證碼頭安全，又不占用船舶?？看a頭的時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，“十二五”天然氣供應(yīng)快速增長(zhǎng)，價(jià)格機(jī)制逐步理順，為L(zhǎng)NGV和CNGV的發(fā)展提供了極好的機(jī)遇。LNGV和CNGV產(chǎn)業(yè)鏈在國(guó)內(nèi)外已有扎實(shí)的基礎(chǔ)，技術(shù)成熟、環(huán)境效益顯著、經(jīng)濟(jì)可行。推進(jìn)LNGV和CNGV在我國(guó)的發(fā)展，加速其替代占交通運(yùn)輸能源93%、占原油總量60%的汽柴油車(chē)的進(jìn)程，對(duì)抑制石油對(duì)外依存度過(guò)快增長(zhǎng)、保障國(guó)家戰(zhàn)略安全具有極其重要的意義。政府及早制定相關(guān)規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)是推進(jìn)其發(fā)展的關(guān)鍵。

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Recognition and promotion of natural gas as an alternative vehicle fuel in China from strategic perspective

Hua Ben，Li Yajun
（Natural Gas Utilization Research Center of South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong 510640，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 4，pp.83－88，4／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

Lower carbon and more alternative vehicle fuels are urgently needed for China to restrain the sharp rise in oil dependency due to the rapidly developing economy.In view of this，this paper first analyzes the developing trend of different alternative vehicle fuels such as LNG／CNG，electricity，biomass and coal－based fuels.Through a comparison study，LNG／CNG is regarded as the most economical and competitive alternative vehicle fuel.Besides its mature technology，LNG／CNG has benefits over the other alternative fuels，for example，the highest caloric value per unit and the lowest exhaust emission，and its CO2emission is only 3／4 of that in the case of using gasoline and diesel oil as the vehicle fuel.The most important thing is that LNG／CNG will be completely obtained in low cost and steady supply.As predicted，the potential need of LNG／CNG will be kept at a level of 1000×108m3per year till 2030，which will be guaranteed by at least four reliable sources including the imported LNG，unconventional gas and LNG at small gas fields，pipeline gas，and urban fuel gas stations or regulator stations.Under the present situation that the gasoline and diesel oil as 93%of vehicle fuels still accounts for 60%of the total crude oil consumption，LNG／CNG as an alternative vehicle fuel is of great significance to ensuring strategic safety in China.In the end，this paper also suggests that the related schemes，standards，laws and regulations should be formulated by the government as early as possible，which is the key to the promotion of utilizing natural gas as an alternative vehicle fuel in China.

alternative vehicle fuels，LNG／CNG，low carbon，alternative，gasoline and diesel oil，oil dependency，LNGV，industrial chain，scheming

華賁等.從戰(zhàn)略高度認(rèn)識(shí)和推進(jìn)天然氣替代交通運(yùn)輸燃料.天然氣工業(yè)，2012，32（4）：83－88.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.04.021

華賁，1937年生，教授，華南理工大學(xué)天然氣利用研究中心主任；主要從事天然氣利用研究工作。地址：（510640）廣東省廣州市天河區(qū)五山華南理工大學(xué)。電話：（020）87113744，13802978973。E－mail：cehuaben＠scut.edu.cn

2012－02－18 編輯 何 明）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.04.021

Hua Ben，professor，born in 1937，is mainly engaged in research of natural gas utilization.

Add：Wushan，Tianhe District，Guangzhou，Guangdong 510640，P.R.China

Tel：＋86－20－8711 3744 Mobile：＋86－13802978973 E－mail：cehuaben＠scut.edu.cn