LNG新型能源在港口流動機械應(yīng)用的經(jīng)濟性研究

李 勛

（ 天津港股份有限公司科社部 天津塘沽 3 0 0450）

1. 概論

近年來天津港已在節(jié)能減排方面做了大量卓有成效的工作。輪胎式場橋的市電改造成功使天津港的大型固定機械完全電驅(qū)化，擺脫了內(nèi)燃機的高能耗高排放。流動機械也在積極探索實踐更為經(jīng)濟清潔能源，雙動力輪胎吊、混合動力輪胎吊的研發(fā)試用標(biāo)志著天津港在小型流動機械中應(yīng)用清潔能源已邁出成功的一步。但流動機械中占有相當(dāng)比例的公路運輸設(shè)備，因其工作時的高流動性難以外接市電，一直是節(jié)能改造中的難點。

天津港共有集裝箱牽引車、自卸卡車700多臺，每年燃油成本超過6000萬元。因此，為它們開發(fā)一種新型經(jīng)濟清潔能源技術(shù)，對于企業(yè)經(jīng)營，對于城市環(huán)境都是非常必要的。

目前市場上可供選擇的車用新型清潔能源技術(shù)包括電動汽車、液化石油氣（LPG) 車、壓縮天然氣（CNG) 車和液化天然氣（LNG) 車等技術(shù)。其中電動汽車技術(shù)受電池容量以及充電不便等因素制約，目前還無法應(yīng)用于要求大功率長續(xù)航能力的卡車領(lǐng)域。而LNG因其相對于CNG、LPG具有更為經(jīng)濟、安全等優(yōu)勢，以及其液態(tài)儲存能量密度大，更適于要求大功率長續(xù)航的重載卡車使用。因此LNG與其它新型能源相比，在港口水平運輸機械中的應(yīng)用更具可行性。

2. 影響LNG經(jīng)濟性的相關(guān)參數(shù)

LNG相比傳統(tǒng)柴油更加清潔環(huán)保，在具備良好環(huán)境效益的同時作為能源使用者的企業(yè)不得不關(guān)心這種新型能源的經(jīng)濟效益。LNG車輛的經(jīng)濟性主要取決于兩個方面：一方面取決于天然氣與柴油的價格差，另一方面取決于天然氣車輛與同規(guī)格柴油車的價格差。

2.1 . LNG應(yīng)用成本

由于LNG車的天然氣發(fā)動機產(chǎn)量較柴油機小很多，制造成本高于柴油機，反映到價格上也相比柴油機昂貴。再有LNG設(shè)備的儲氣罐、供氣調(diào)壓裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，也增加了很多成本。因此，LNG汽車的整體價格要高于同檔次的柴油車。

目前，天津港在用的集裝箱牽引車主要有東風(fēng)日產(chǎn)柴、三菱、重汽、北奔等品牌。柴油發(fā)動機功率集中在300～340 hp范圍內(nèi)。

在市場上選擇性能不低于目前天津港在用集卡的同規(guī)格柴油集卡與LNG集卡作價格比較。現(xiàn)以市場認知度較高、技術(shù)成熟的中國重汽產(chǎn)340馬力LNG集卡與同功率柴油版的價格作比較，見表1。兩者的價格差異主要集中在以下三部分：

（1) 柴油發(fā)動機與同等功率的LNG發(fā)動機的價格差異。以重汽產(chǎn)WD615.95和WT615.95( 350馬力）發(fā)動機作對比，兩者的價差約有3萬元。

（2) LNG車載儲氣罐與普通柴油箱的價格差。柴油車使用的是單層鐵質(zhì)柴油罐，價格低廉。LNG車輛使用的是雙層金屬真空加多層纏繞工藝制造的LNG專用保溫儲罐，價格高。兩者的差價約為2.8萬元。

（3) LNG車輛比柴油車增加了連接儲罐到發(fā)動機的供氣調(diào)壓系統(tǒng)。增加費用0.8萬元左右。

因此，購買國產(chǎn)LNG集卡比柴油集卡需要多支付約6.6萬元。

在日常維修保養(yǎng)成本問題上，LNG設(shè)備比柴油設(shè)備增加了氣罐和供氣調(diào)壓系統(tǒng)，同時減少了柴油增壓噴射系統(tǒng)，由于柴油機噴油泵、單體泵、共軌高壓系統(tǒng)的維修保養(yǎng)費用較高，減少了這部分機構(gòu)也相應(yīng)減少了發(fā)動機的日常維保成本，與LNG發(fā)動機增加的氣罐和供氣系統(tǒng)維護費用兩相抵消后，LNG發(fā)動機的維保成本比柴油機略低。計算LNG應(yīng)用成本時，將維保成本視為相等，即應(yīng)用LNG技術(shù)的成本只有設(shè)備購置費用差異的一次性投入。

2.2 . 應(yīng)用LNG的經(jīng)濟收益

應(yīng)用LNG技術(shù)的經(jīng)濟收益來自于LNG與柴油的價格差。LNG的價格一般以標(biāo)方價格為單位（元/Nm3) ?各地LNG價格并不統(tǒng)一，一般與使用地距離氣源地、LNG液化工廠的距離以及當(dāng)?shù)叵M量有關(guān)。天津濱海地區(qū)主要由中海油供應(yīng)LNG, 其價格采取鎖定0#柴油價格比例，與柴油價格聯(lián)動的價格策略。目前中海油的LNG市場報價為0#柴油價格的85%，且承擔(dān)LNG標(biāo)方與柴油升單位間的當(dāng)量差（當(dāng)量差指1Nm3天然氣與1L柴油之間的熱能差。一般車用燃氣消耗量（標(biāo)方）=1.07~1.1×柴油消耗量（L) ,也就是說中海油保證使用LNG做與柴油相同的工作只花費柴油費用的85%）。這種報價方式使本文在計算節(jié)省燃料費用時只需將柴油費用×（1價格比例）。

LNG集卡單車的年收益=年單車燃油費用（1價格比例）

價格比例按85%計算。年單車燃油費用以天津港集團某子公司2009年集卡作業(yè)燃料消耗統(tǒng)計(表2)為基礎(chǔ)計算平均值。由于不同月份參加作業(yè)的集卡數(shù)量有變化，先計算月單車平均費用然后乘以12個月得出年收益。

LNG集卡單車的年收益

經(jīng)計算LNG集卡單車的年收益為16005元。

3. 投資回收期計算

3.1 . 靜態(tài)投資回收期

對于初期一次性支付全部投資額且年收益固定項目計算靜態(tài)回收期可按T=投資額/年收益應(yīng)用LNG的集卡靜態(tài)投資回收期為4.13年。

3.2 . 動態(tài)投資回收期

計算過程見表3。

T=（累計折現(xiàn)值出現(xiàn)正值的年數(shù)1)+上年累計折現(xiàn)值的絕對值/當(dāng)年凈現(xiàn)金流量的折現(xiàn)值=610.04/1.07=5.04年。

4. LNG經(jīng)濟性敏感度計算

4.1 . 影響LNG經(jīng)濟性的參數(shù)關(guān)系

計算投資回收期時使用的LNG年收益是以2009年單車平均柴油能耗費用為基礎(chǔ)的，其中2009年的柴油價格水平以及2009年物流發(fā)展公司集卡平均作業(yè)強度、設(shè)備利用率是隱含的影響要素，不同時間的柴油價格和集卡利用率是不同的，它將影響LNG經(jīng)濟性測算的結(jié)果。而且未來隨著LNG在天津地區(qū)的產(chǎn)能增加以及設(shè)備制造方改進技術(shù)降低成本，LNG價格和整車價格都將會下降。因此在計算LNG經(jīng)濟性時應(yīng)將這些變化因素考慮其中。

燃油費用受柴油價格以及設(shè)備利用率的變動影響，則可表達為燃油費用=設(shè)備利用率日歷時間設(shè)備燃油消耗率燃油價格

其中x為每月工作小時；y為每月消耗的燃油量，見圖1。

4.2 . 柴油價格的敏感性分析

柴油價格變動頻繁，對LNG經(jīng)濟性測算結(jié)果影響大。需要對柴油價格作敏感性分析，見圖2( 其他變量以當(dāng)前實際數(shù)值計算）。

4.3 . 設(shè)備利用率的敏感性分析

設(shè)備利用率與生產(chǎn)繁忙程度以及設(shè)備數(shù)量有關(guān)，是設(shè)備管理中的重要指標(biāo)。近些年隨著天津港設(shè)備管理水平的提高，效益型管理理念的加強，利用率顯現(xiàn)出逐年升高的態(tài)勢。這種變化趨勢有利于縮短LNG投資回收期，提高經(jīng)濟性。設(shè)備利用率與投資回收期的敏感性關(guān)系見圖3。

5. 結(jié)論

通過計算，LNG集卡的靜態(tài)投資回收期為4.13年，動態(tài)回收期為5.04年。這個指標(biāo)相對于集卡10年左右的使用壽命，經(jīng)濟性優(yōu)勢并不明顯。2009年的柴油價格受金融危機影響處于近期低谷。隨著經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn)，柴油價格必定重新進入上升通道中。2009年的柴油平均價格6.07元/公斤，而現(xiàn)在為7.2元/公斤，柴油價格按這種趨勢發(fā)展，LNG集卡投資回收期將明顯縮短。加之世界經(jīng)濟的復(fù)蘇重振，必將帶給港口更多的集裝箱作業(yè)量，這又可以提高港口的設(shè)備利用率。因此，按圖2和圖3的經(jīng)濟性敏感度函數(shù)計算，LNG集卡的投資回收期應(yīng)在3年左右。此技術(shù)對于港口行業(yè)擁有可觀的投資回報。