我国交通燃料清洁化替代研究第一节

交通运输部门是我国仅次于工业和居民的第三大能源消费部门，也是最主要的石油消费部门。预计2020年替代量将增至6400万吨，其中以天然气和电能为主，燃料甲醇燃料乙醇和煤制油的发展则面临较大的不确定性。为推动交通替代燃料的健康可持续发展，应以市场化为原则，鼓励各行业公平竞争，不过度依赖补贴、不搞强制封闭运行，同时政府也应完善标准规范、加强市场监管、鼓励研发创新，并为替代燃料的服务网络建设提供便利。

A不同燃料技术经济对比分析

交通替代燃料的发展，需要同时满足经济(燃料费用和使用成本)、环保(污染物排放)、便捷(储运过程、车辆改装、续航里程、燃料补充等)、可靠(资源丰富、供应稳定)和安全(毒性、腐蚀性、易燃易爆性等)五个基本条件。从经济性角度看，天然气和燃料甲醇明显占优，生物燃料乙醇和电动汽车则相对较差;从环保角度看，电动汽车最为理想，而随着车辆尾气排放标准的不断提高，各类燃料的差距正不断缩小;从资源可靠性看，电能和燃

料甲醇的供应潜力最大，生物燃料乙醇则受“与人争粮、与粮争地”的影响有所制约;从便捷性看，目前的技术水平下电动汽车的推广使用仍然十分不便;从安全角度分析，CNG汽车和燃料甲醇的推广可能会受到一定阻力。

(一)天然气的价格优势最为显著

目前，我国主要能源终端价格仍由政府指导制定，且不同地区差异较大，仅从单位热值价格比较，天然气成本明显要低于其他各类车用燃料。以市场化程度较高的上海文体庐山市和资源富余的西安市为例，车用CNG(压缩天然气)价97湖西格在分别为5.1元/立方米和3.55元/立方米，即使与居民用电价格相比，天然气的单位热值价格也具有明显优势。从全国平均看，车用CNG价格与汽油的比价仅为0.48，与柴油比价约为0.52;车用LNG(液化天然气)价格与柴油的比价约为0.64。以此计算，天然气汽车可以比燃油车节省15%40%的燃料费用，因此尽管其购置和改装成本相对偏高，但对于长期运营车辆而言，天然气出租车仅需不到半年即可收回成本，天然气公交车和天然气货车的成本回收期也可以控制在三年以内。

类似的，使用燃料甲醇的汽车由于改造成本低，经济效益也十分可观。但生物燃料乙醇的经济性则明显较差，其从诞生之初便享受着国家的大量财税优惠政策，包括乙醇汽油与同标号普通汽油同质同价，免征燃料乙醇企业5%消费税，增值税、土地有偿使用费中央部分先征后返，生产调配车用乙醇汽油用变性燃料乙醇所使用的陈化粮享受陈化粮补贴政策等。但随着优惠政策的到期，其经济性将明显受到影响。如果没有强制推广的封闭政策，燃料乙醇的市场份额恐怕还要更低。

电能的单位热值价格略高于天然气，但考虑到电动机效率远高于内燃机，其实际燃料成本要远低于其他各类能源。以比亚迪E6电动汽车为例，综合工况下百公里耗电21.5千瓦时，按商用电1元/千瓦时计算约花费20元;而同级别汽油车百公里油耗为6—7升，燃料成本接近50元。不过，电动汽车电池(高达整车购置价格的一半左右)的实际使用成本要远高于燃油和燃气汽车。在铁路运输方面，电力机车则全面超越内燃机车，2012年国家铁路内燃机车每万吨公里耗油26.8公斤，电力机车每万吨公里耗电102.1千瓦时，后者能量效率是前者的三倍，燃料成本也仅为前者的一半左右。

(二)成品油的环保劣势正在逐渐缩小

交通工具排放的大气污染物主要包括一氧化碳、氮氧化物、各种烃类化合物和固体颗粒物等。单就直接排放而言，电能显然是最清洁的交通燃料;而即便从全生命周期的角度计算，综合考虑到我国以火电为主的电源结构和远距离大容量输配电损耗，电动汽车全生命周期的温室气体及各类污染物排放也要明显优于其他以化石能源和可再生能源为燃料的汽车。关于交通工具尾气排放的研究十分复杂，需要测试不同燃料的车辆在多种条件下(如燃料标准、是否加装尾气处理装置)各类污染物的排放数据。目前国内尚无全面、系统的不同燃料尾气排放检测对比数据，但与普通的汽油车和柴油车相比，以天然气、燃料甲醇或燃料乙醇为燃料的汽车仍具有一定的环保优势。

随着车辆发动机技术、尾气排放标准和燃料质量标准的不断提高，成品油与其他燃料相比的排放劣势正在不断缩小。芬兰VTT技术研究中心研究指出，欧四标准燃油公交车的一氧化碳排放量略高于CNG公交车，但欧四燃油公交车使用废气再循环装置或尾气净化催化剂后，其一氧化碳排放量则明显低于CNG公交车。德国联邦机动车运输管理局(GermanKraftfahrtBundesamt)对上百辆汽车的检测也表明，天然气汽车的氮氧化物和固体颗粒物排放要明显优于燃油汽车，但其烃类化合物的排放量明显高于后者，而轻型天然气汽车的一氧化碳排放也大幅超过轻型柴油车。

(三)其他特性的对比分析

除了成本和环境两个方面外，还有其他很多因素影响着交通替代燃料的推广和使用。例如甲烷的辛烷值高、抗爆性好，天然气汽车的发动机噪音要明显低于燃油车;但CNG为高压易燃易爆气体，使用的危险性较高，能量密度也相对偏低，导致续航里程短、动力差;而LNG由于其低温常压液态的属性，不仅安全性高于成品油，能量密度也与其十分接近，作为重型车燃料更具优势，同时还适用于极端低温环境。燃料甲醇的最大优势在于资源丰富，无论是国内的煤制甲醇还是国外的天然气制甲醇，都有可靠的原料保障，同时兼具较大的成本优势。但燃料甲醇由于挥发性、毒性、腐蚀性、溶胀性、亲水性、饱和蒸汽压低和汽化潜热高等缺点，容易出现液相分离、高温气阻、低温冷启动困难和油路腐蚀等问题，导致其市场认可度低，同时还受到了来自汽车制造企业的广泛抵制，全球汽车制造商组织联合发布的“世界燃油规范”中明确要求“不允许使用甲醇”。尽管上述部分问题可以通过改性、添加剂、双燃料等方式在一定程度上解决，但会造成更高的成本，也给使用带来更多不便。燃料乙醇的特性与燃料甲醇基本类似，但由于其不具有毒性，且使用可再生资源作为原料，因此推广应用的阻力相对较小，粮食安全和成本问题是限制国内生物燃料乙醇发展的主要瓶颈。

电能方面，由于电源技术尚无法满足商业化的性能与成本要求(储能密度高、能量输出密度高、环境适应性强、快速充电和深度放电、循环使用寿命长、购置使用成本低)，大规模配套基础设施需要系统筹划和巨额投资，以及备受关注的碰撞安全性、电磁波辐射和重金属污染等问题，目前电动汽车的发展仍处于示范应用阶段。

在铁路运输方面，电能的优势则得到了突出的体现，甚至对民航业产生巨大影响。在城际高速铁路开通后，郑州—西安、武汉一南京、成都一重庆等700公里以内的短程航线已经全部停飞，北京一上海、哈尔滨一大连、天津一南京等运距在700—1500公里的航线也受到了严重冲击。根据国家民航总局和发展改革委联合发布的通知，2013年10月20日起国内航线取消票价下浮的限制。

根据统计，2012年电力机车万吨公里煤耗仅为102.1千瓦时(按热工当量法计算约合12.5千克标准煤，按发电煤耗法计算约合33.7千克标准煤)，内燃机车万吨公里油耗则高达2851千克(约合4195千克标准煤)，而民航的万吨公里油耗则高达2851千克(约合4195千克标准煤)，是前二者的上百倍。