我国交通燃料清洁化替代研究第二节

B主要替代燃料发展现状与趋势

目前国内交通运输领域应用较为广泛的替代燃料主要包括天然气、电能、燃料甲醇、燃料乙醇和煤制油等，2012年成品油替代量约为2700万吨。中短期看以天然气燃料的发展规模和潜力最大，电能则代表着长期的方向和趋势，而燃料甲醇、燃料乙醇和煤制油的发展仍面临较大的不确定性，保守估计，2020年成品油替代量将增至6400万吨，乐观估计可达8750万吨。按照成品油收率65%粗略估算，2020年交通替代燃料可减少原油需求近亿吨，相当于当年石油需求(6亿吨)的15%左右。

(一)天然气发展潜力最大

经过长期的发展积累，天然气汽车技术已经基本成熟，我国在几十年的发展中也形成了相对完善的天然气汽车产业链，国内厂商有近500个天然气汽车车型进入国家机动车新产品公告，涌现了陕汽、一汽、中国重汽、东风、宇通、金龙等一批实力较强的天然气汽车生产企业，主要装备基本实现国产化，部分还出口到中亚、东南亚和南美等国际市场。得益于技术成熟、燃料成本低和环境友好等方面的巨大优势，近十年我国天然气汽车数量呈爆发式增长，从2000年的不到1万辆增至2017年的近250万辆，其中LNG汽车约17万辆;加气站总数3784座，其中1137座为LNG加气站;交通运输业天然气消费量也从8.8亿立方米增至250亿立方米以上，按等热值计算相当于替代约2300万吨成品油，占汽柴油消费总量的8%左右，已经成为最主要的、也是发展潜力最大的交通替代燃料。

天然气汽车高速发展的重要原因之一，是天然气供应商、消费者和地方政府都能从中受益且投入有限。对于天然气供应企业而言，车用CNG是国内分类零售限价中最高的一类，而LNG则实现了完全由市场定价，利润明显高于其他应用领域;对于车辆使用者而言，天然气燃料成本大幅低于成品油，增加的购置或改装费用也能够在较短时间收回，经济效益显著;对于地方政府而言，天然气汽车清洁环保、价格低廉，也是解决城市大气污染的重要途径之一。

当然，未来天然气汽车的发展也面临一定挑战，目前以价格和资源方面的问题最为突出。我国从2006年开始进口LNG，2009年开始进口中亚管道气，2018年天然气对外依存度将达到40%以上，进口气价格明显高于当地门站价导致企业巨额亏损，已经严重影响到了供应商的积极性和供应的可靠性。从长期看，随着天然气对外依存度的不断提高和价格管制的逐步放开，国内天然气整体价格水平将趋于上升。不过，机动车尾气排放标准提高和油品质量升级也将相应提高燃油车使用成本，因此天然气的相对价格优势有望长期保持。保守估计，2020年我国天然气汽车数量将增至315万辆，交通用气达到417亿立方米;2030年天然气汽车数量增至462万辆，交通部门用气698亿立方米。

(二)生物燃料乙醇遭遇成本和资源瓶颈

出于解决陈化粮问题的需要，我国从2000年开始研究使用生物能源，2004年在部分省份试点推广E10乙醇汽油，目前有东北三省、河南、安徽、广西6省区封闭使用，河北、山东、江苏、湖北4省在部分地区示范使用，乙醇汽油销量接近全国汽油销售总量的20%，目前国内黑龙江华润、吉林燃料乙醇、河南天冠、山东龙力、安徽丰原、广西中粮6家燃料乙醇生产企业产能合计168万吨，2012年燃料乙醇产量接近200万吨，按热值计算相当于替代约120万吨汽油。

由于燃料乙醇生产成本较高，国家对燃料乙醇行业给予了大量财税优惠政策，不仅免征5%的消费税，而且增值税、土地有偿使用费中央部分先征后返，用作生产原料的陈化粮享受补贴政策，乙醇汽油也与普通汽油同价，一度吸引大量资本进入该行业。但经过几年的集中消化后，粮食系统陈化粮供应达到极限，已经无法满足燃料乙醇的原料需求，部分企业新粮使用比例甚至高达80%。随着粮食安全问题的日益突出，政府对燃料乙醇的态度发生了明显转变。

2006年12月8日，《国家发展改革委关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》首次提出“坚持非粮为主，积极稳妥推动生物燃料乙醇产业发展”，12月14日《国家发展改革委、财政部关于加强生物燃料乙醇项目建设管理，促进产业健康发展的通知》将所有燃料乙醇项目审批权收回中央;2007年6月7日，国务院召开关于可再生能源专题会议，明确提出将停止建设以粮食为原料的燃料乙醇项目;2007年8月31日印发的《可再生能源中长期发展规划》提出“不再增加以粮食为原料的燃料乙醇生产能力，合理利用非粮生物质原料生产燃料乙醇”;2007年至2010年期间，国家发改委又三次下文要求全面清理玉米深加工项目。

由于面临与人争粮、与粮争地的问题，未来国内生物燃料乙醇的发展空间十分有限，政策支持力度也将逐渐减弱，生物燃料乙醇生产企业将面临越来越大的成本压力。根据2011年发布的《财政部、国家税务总局关于调整变性燃料乙醇定点生产企业税收政策的通知》，2015年1月1日起取消变性燃料乙醇定点生产企业的增值税先征后退政策，同时以粮食为原料生产用于调配车用乙醇汽油的变性燃料乙醇也将恢复征收5%的消费税。根据财政部《关于调整生物燃料乙醇财政补助政策的通知》(财建[2011]1159号)，2012年度以粮食为原料的燃料乙醇，补助标准为500元/吨;以木薯等非粮作物为原料的燃料乙醇，补助标准为750元/吨，明显低于早期2000元/吨以上的水平。

除了成本和资源等方面的政策因素外，燃料乙醇的市场接受度也相对不高，还给流通环节造成了诸多不便。乙醇的热值仅为汽油的60%左右，乙醇汽油的售价却与普通汽油相同，强制封闭销售对消费者的公平选择权造成了侵犯乙醇汽油保质期短，在冬季使用还会造成路面湿滑问题，北方地区尤为明显。由于市场上纯汽油的重现并受追捧，世界规模最大的木薯乙醇生产企业——广西中粮生物质能源有限公司曾一度停产。封闭运行、定点生产、定点调配也导致民营加油站难以生存，扭曲了市场环境，加剧了垄断，甚至推高了试点地区的油价。

综上所述，受粮食安全问题影响，非粮原料将成为我国生物燃料乙醇发展的趋势，包括当前阶段性选择的木薯、红薯、甜高粱，以及秸秆等木质纤维素和藻类等第二代燃料乙醇技术的原料，但目前其仍面临一系列制约成本的技术性问题有待突破。除此之外，由于我国煤炭资源丰富、价格低廉，随着煤化工技术的不断进步，煤制乙醇也有望成为燃料乙醇的一个新来源，目前已经有塞拉尼斯南京工厂和西南化工研究设计院河南顺达化工进行先期试验。保守估计，未来我国燃料乙醇使用规模将长期保持在200万吨/年的水平，一旦纤维素制乙醇或煤制乙醇技术得到突破，在得到国家政策许可的前提下，不排除燃料乙醇消费量达到500万吨/年甚至更高的可能。

(三)燃料甲醇仍面临市场和政策阻力

我国是世界最大的煤炭生产和消费国，同时也是最主要的煤化工国家。2006年开始我国掀起大规模建设甲醇装置的热潮，国内甲醇产能从2005年的720万吨增至2012年的5149万吨，但表观消费量仅为3622万吨，加上受低价进口甲醇的冲击，国内产量仅为2640万吨，业界希望通过发展甲醇燃料来缓解产能过剩问题。目前国家已经出台燃料甲醇标准，但只有《车用燃料甲醇(M100)》GB/T23510-2009和《车用甲醇汽油(M85)》GB/T23799-2009两项，另外已有20多个省区建立了地方标准并不同程度地使用燃料甲醇。山西、陕西等煤炭资源大省，在这方面态度较为积极，推进比较快。2012年全国燃料甲醇消费量接近400万吨，按热值可折算为约180万吨成品油。

目前甲醇作为内燃机燃料主要分为两种情况:一种为在汽柴油中低比例掺混甲醇，尽管目前市场上有M15、M25、M30等多种掺烧比例，但不高于M15的比例掺烧为优;另外一种是M85、M100高比例甲醇燃料，其不能在现有车辆上使用，只能在专用车上使用，工信部2013年初开展试点的甲醇汽车即为此类。甲醇汽油主要通过使用改性添加剂和选择组分油等解决助溶、防高温气阻、抗腐蚀溶胀、改善排放等问题，甲醇燃料则主要通过汽车技术解决冷启动、燃烧控制、尾气催化净化、发动机润滑等问题。根据北京理工大学的测试结果，与汽柴油相比，燃料甲醇的一氧化碳、烃类、颗粒物、氮氧化物排放都是相对偏低的，但醛酮排放较高。

尽管燃料甲醇资源丰富、价格低廉，但未来发展仍面临重重阻力。首先是燃料甲醇的腐蚀性、溶胀性、亲水性、热值低、液相分离、高温气阻和冷启动困难等缺点导致其市场推广阻力大，特别是甲醇的毒性更不易被消费者、燃料加注站和汽车维修厂员工所接受;其次是国内燃料甲醇品种繁多、添加剂和组分油使用混乱、掺混比例不统一，相关标准缺失，市场监管缺位，亟待整顿规范。尽管部分地方政府发展燃料甲醇的热情高涨，但中央政府仍持相对保守的态度。

燃料甲醇的开发及应用始于对20世纪70年代的第二次石油危机，从替代能源的角度考虑，德、美、日等国先后进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发，但由于毒性、腐蚀性等问题均放弃了燃料甲醇路线。

参考借鉴燃料甲醇在欧美市场遭受的挫折，我们认为其在国内的发展空间也相对有限，目前多数情况下只能出现在非正规的调合油市场，除非依靠政府的强力支持，才有可能在专用汽车或公共交通等领域实现一定突破。总的看来，随着成品油市场监管力度的加强，燃料甲醇市场可能会出现需求萎缩，现有400万吨/年的销量已经接近极限。

(四)煤制油发展前景并不乐观

煤制油是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。本质上煤制油并不是成品油替代燃料，而是用煤炭替代原油生产的成品油。考虑到对环境影响较大，对水资源和交通承载能力要求较高，且技术尚未成熟，2006年国家曾经紧急叫停煤制油项目，并将所有项目的审批权收归中央。目前看，煤制油项目又开始新一轮的扩张，不过其缺点仍十分明显。煤制油工业生产一吨液体产品设计耗水量在10吨左右，经过工艺改进可降至7吨以下，但对水资源较为紧张的西部地区仍造成了很大的压力。2013年7月，国际绿色和平组织发布报告《噬水之煤》，对神华鄂尔多斯煤制油项目的环境破坏问题进行猛烈抨击，要求立刻停止排污并重新评估环境影响。

目前国内已经投运的神华鄂尔多斯(108万吨/年)、内蒙古伊泰(16万吨/年)、山西潞安(21万吨/年)、晋煤(10万吨/年)等煤制油项目产能合计超过150万吨/年;神华宁东400万吨/年煤炭间接液化项目已于2012年获得国家发改委核准，预计将在2016年建成投产，届时国内煤制油产能将达到550万吨/年。此外，伊泰、兖矿、潞安、晋煤等也有新建、扩建煤制油项目的规划并在积极推动相关工作。随着国内环保标准和监管力度的不断提高，未来煤制油项目的发展前景并不乐观，特别是在目前炼油能力相对过剩，成品油市场需求疲软的情况下，政府审批更多煤制油项目的可能性很小。

(五)交通部门耗电以铁路为主，电动汽车仍有待技术突破

电能在交通领域的应用主要是电力机车和电动汽车，其中以电气化铁路和城市轻型轨道交通的快速发展对交通电力消费拉动规模最大。根据相关规划，2020年铁路电气化比例将进一步升至60%，另外目前国内至少有26个城市在建设地铁项目，届时轨道交通用电需求有望翻番，替代约2000万吨柴油需求。

另一方面，尽管政府给予了大量的优惠政策和财税补贴，电动汽车的发展仍不如预期。2009年科技部、财政部、发改委、工业和信息化部联合启动了“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。2009年2月财政部和科技部联合发布的《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，对混合动力乘用车和轻型商用车，根据混合程度和燃油经济性分为5档，最高每辆补贴5万元;纯电动汽车每辆补贴6万元;燃料电池汽车每辆补贴25万元;长度10米以上的城市公交客车、混合动力客车每辆补贴5万—42万元，纯电动和燃料电池客车每辆分别补贴50万元和60万元;示范城市的地方财政也安排了配套资金给予补贴。

2012年国务院印发的《节能与新能源汽车产业规划(2012—2020)》提出，2020年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量要超过500万辆。2013年财政部《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》继续对电动汽车推广给予较大支持:电动乘用车补贴3.5万—6万元不等，电动客车补贴25万—60万元不等，纯电动专用车最高补贴15万元，燃料电池乘用和商用车分别补贴20万元和50万元。同时要求:2013—2015年，特大型城市或重点区域示范城市新能源汽车累计推广量不低于10000辆，其他城市或区域累计推广量不低于5000辆;推广应用的车辆中外地品牌数量不得低于30%，不得设置或变相设置障碍限制采购外地品牌车辆;政府机关、公共机构等领域车辆采购要向新能源汽车倾斜，新增或更新的公交、公务、物流、环卫车辆中新能源汽车比例不低于30%。

尽管电动汽车的历史甚至比燃油车还要悠久，但电源技术始终制约着其大规模的推广应用，目前其尚处于研发、示范的早期阶段，近期发展仍依赖政策支持，远期前景主要取决于技术突破，但技术发明是不能被规划、计划的，电动汽车的产业化、商业化也要由市场需求推动，必须依靠技术进步和降低成本。正如曾经大力推广电动汽车的美国前总统布什所说:“对于能源与环境问题而言，电动汽车不是近期，也不是中期，而确实是远期的解决办法”。