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，潘凌云

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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，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、市場環境、技術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，得出車輛具備經濟性優勢的條件，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，我國戰略性的提出要發展替代燃料汽車，以緩解石油緊缺帶來的對我國工業經濟發展的制約。在天然氣、生物質燃料、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應用也為其他替代燃料汽車的開發積累了經驗。

然而，隨著我國天然氣需求量的增加，我國的能源戰略隨之調整。2006年國家發改委工業司《我國醇醚燃料及醇醚清潔汽車發展專題報告》將煤基甲醇作為今后20-30年過渡性車用替代燃料。國家工信部發布《關于開展甲醇汽車試點工作的通知》，更為甲醇汽車商業化應用提供了政策支持與發展環境。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，為其商業化應用提供依據。

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。隨著社會經濟的發展，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，適度發展煤炭深加工產業，既是國家能源戰略技術儲備和產能儲備的需要，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業之一，也是甲醇來源中最主要的途徑。“十二五”以來，我國甲醇產能、產量和消費量迅速增長，均居世界首位，已成為世界甲醇大國。甲醇產業“十三五”規劃提出，“到2020年，預計我國甲醇需求量約為8600萬噸，甲醇產能應達到9200萬噸。”

我國豐富的煤炭儲量、煤炭深加工產業的發展，以及需求端的拉動，保障了甲醇的穩定供給。

1.2 甲醇燃料供給的市場條件

從2017年統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

甲醇生產的三種途徑中，煤制甲醇產能最大，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聯；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定。

甲醇價格受供需關系影響，在不同區域市場價格有所不同。總體來說，西北地區市場較為便宜，下游華北、華東地區價格較高。因此，在內蒙、陜西、山西、河南等地區，當前甲醇市場價格區間為2700-3400元/噸，在該地區發展甲醇商用車，為車輛經濟性提供了條件。而對于甲醇生產企業運營的運輸車輛，可獲得更低的燃料成本，經濟性更具優勢。

圖2 近年甲醇市場價格走勢

甲醇燃料加注站的數量遠遠不及天然氣、柴油加注站，且分布較為集中，一是“四省一市”試點地區的加注站較為充足，二是以企業建站形式對固定線路的車輛進行燃料供給。因此，現階段發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條件

一直以來，甲醇汽車低溫啟動以及甲醇供給系統的可靠性方面存在技術瓶頸。純甲醇燃料在10℃以下冷啟動困難。供給系統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，甲醇對這些材質都有一定程度的腐蝕性。

經過多年的攻堅克難，企業已經可以生產耐醇商用車零部件。甲醇商用車低溫啟動問題也得到很好的解決[1]。天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室姚春德教授領銜的內燃機替代燃料創新團隊，其研究的柴油甲醇組合燃燒技術（DMCC）”，發動機用純柴油起動，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、排放污染物以及發動機可靠性等方面的第一手數據，為甲醇汽車產業發展提供了理論基礎與實際驗證[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《機動車強制報廢標準規定》，重型貨車的使用年限為15年；而根據市場統計，一般客戶在使用5-7年便會更換車輛。因此兩年內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，可有效提高發動機的熱效率。姚春德教授團隊研究結果，雙燃料發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動機與供給系統；

⑤兩種車型車輛殘值相同。該條件對兩年內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濟性優勢；

（4）甲醇柴油雙燃料車具備經濟性優勢的情況下，年行駛里程越長，優勢越明顯。

3 結論

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

（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，甲醇柴油雙燃料重型貨車相比柴油車具備經濟性優勢。

[1] 艾崇,姚春德.我國甲醇汽車發展現狀及思考[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/甲醇二元燃料發動機燃燒和排放影響的試驗研究[J].內燃機工程, 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發動機著火與燃燒特性的影響[J].汽車安全與節能學報, 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狀[J].汽車實用技術, 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

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1671-7988(2019)03-10-03

U462

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1671-7988(2019)03-10-03

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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工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.003