車用替代燃料發展狀況與前景

　　近年來，傳統能源供應趨緊、溫室氣體減排壓力不斷增大，發展替代能源已成為世界共識。大力發展替代能源、改善能源結構已成為保障我國能源安全的必然選擇。特別地，交通部門是今后能源需求增長最快的領域之一，發展車用替代燃料是推進能源替代工程的重要組成部分。

　　1國際車用替代燃料發展趨勢

　　1交通部門發展車用替代燃料的迫切性日益增加。國際能源機構IEA，2008預測，在沒有重大替代燃料技術突破的基準情景下，2030年世界交通部門的能源消費和溫室氣體排放將分別比2006年增加9.44億toe和24億tCO2，分別占同期世界能源總消費增量的18%和溫室氣體總排放量的19%，屆時交通部門在世界石油總需求中的比重也將增加到57%。車用替代燃料得到了許多國家的政府推動和政策扶持。歐盟委員會在2007年發布的《能源技術戰略計劃》中提出要在今后通過開發推廣第二代生物燃料、混合動力技術和氫燃料來實現交通部門的低碳化，2008年初又提出2020年使可再生燃料主要是生物燃料滿足10%道路交通燃料需求的目標。美國在2007年通過的《能源獨立和安全法案2007》中要求可再生燃料使用量在2022年達到360億gal約1.1億t，預計屆時將占美國車用燃料的22%。

　　2車用替代燃料的發展進程逐步加快，途徑更加多樣。從技術角度看，車用石油燃料的替代途徑包括兩種：一種是以適應現有車用內燃機為導向、利用非石油資源生產的液、氣態碳氫燃料的直接燃料替代；另一種是以革新車用發動機和動力系統為導向、節約或徹底擺脫碳氫燃料的間接技術替代。預計在2030年前，傳統的車用動力燃料技術體系仍將在道路交通體系中占據主流位置，使得車用燃氣、生物液體燃料、煤基和天然氣基合成燃料等直接燃料替代成為車用燃料替代的主要選擇。隨著現代汽車技術的進步，采用新型動力系統的新能源汽車也在傳統燃料替代之外開辟了重要途徑，主要包括油電混合動力車、純電動汽車以及氫燃料電池車。按照相應的原料和技術特點，各種替代燃料具有不同的節能減排效益，現處于不同的發展階段。

　　3天然氣汽車是目前推廣條件最成熟的清潔汽車。過去十幾年來，日趨成熟的天然氣汽車技術、相對較低的天然氣價格和顯著的污染物減排效果推動了天然氣汽車保有量的快速增加。近幾年世界天然氣汽車保有量年均增長率超過30%，而亞太地區增長率達到50%。截止到2008年3月，世界天然氣汽車總量超過850萬輛，其中大約75%分布在阿根廷、巴基斯坦、巴西、印度和伊朗等5個國家。據統計，在相同的當量熱值條件下，世界各國天然氣的價格大約為汽、柴油的30%～60%。作為技術成熟、資源豐富的清潔替代燃料，車用天然氣具有較大的增長潛力，但是其未來發展前景從根本上取決于天然氣對石油燃料的比價關系。

　　4生物燃料已成為車用替代燃料的最重要發展方向之一，正在醞釀技術和產業升級轉型。目前已經實現商業化發展的生物燃料主要包括利用玉米、甘蔗、植物油等傳統糧糖油原料生產的燃料乙醇和生物柴油，通常被稱為第一代生物燃料或傳統生物燃料。2007年，世界主要國家的燃料乙醇和生物柴油產量分別達到約4000萬t和880萬t。近年來，國際社會日益重視發展以農林業廢棄物、非糧能源植物、富油微藻等為原料的第二代生物燃料技術，主要是纖維素乙醇丁醇、加氫生物柴油HVO、生物質費托合成燃料BTL、合成醇醚燃料生物甲醇和二甲醚以及氫燃料等。中國和印度等一些國家目前還積極發展以甜高粱莖稈、麻瘋樹果實等非食用糧糖油植物為原料的燃料乙醇和生物柴油技術；鑒于這些生物燃料的技術成熟度介于傳統生物燃料和第二代生物燃料技術之間，有時也被稱為第1.5代生物燃料。大部分研究顯示，傳統生物燃料在全生命周期內的化石能源替代率和溫室氣體減排率大約為20%～60%，第二代生物燃料則提高到50%～90%。因此，從資源潛力和能源環境效益角度看，第二代生物燃料被普遍視為未來的主要發展方向。國際能源機構IEA，2007預測，如果實現了第二代生物燃料的大規模生產應用，2030年全球生物燃料使用量將達到3.3億toe。但是，第二代生物燃料的大規模開發應用在技術突破、成本下降以及最優技術產品路線選擇等方面仍然存在不容忽視的不確定性。

　　5煤基合成燃料發展緩慢，天然氣基合成燃料開始進入產業化發展階段。在國際上，煤基和天然氣基合成燃料生產技術都已趨于成熟。但是，由于煤基合成燃料在生產使用過程中的C02排放強度比汽、柴油等石油燃料高1～2倍，所以在國際范圍上并沒有成為重要發展方向。目前全世界除南非和中國外，其他國家并沒有啟動煤制油CTL項目。天然氣合成油技術GTL既可以高效開發利用分散的小規模天然氣田，又能提供超清潔的汽車燃料，近年在經濟和環保因素驅動下明顯升溫。目前全球已建成了3個商業化氣制油項目。國際能源機構預計，全球天然氣合成油產量將繼續大幅增加，但有賴于進一步提高能源轉換效率、降低生產成本、提升與液化天然氣LNG的競爭力。

　　6新能源汽車技術進展加快，但性能和經濟性有待提高。近年來隨著鎳氫電池和鋰離子電池技術的顯著進展，電動車EV已逐步成為近中期的重要技術選項，但仍需要進一步克服行車里程短、動力和可靠性低、成本偏高等障礙。油電混合動力車HEV可顯著提高燃油經濟性，在城市交通路況下的節油率可達20%～40%，目前在歐美已進入商業化發展階段和主流汽車市場。插電式混合動力車PHEV綜合了油電混合動力車和純電動汽車兩者優勢，已處于產業化前期階段，將為未來純電動汽車的發展奠定基礎。氫燃料電池車FCV具有發動機能源轉換效率高、沒有尾氣污染物和C02排放等優點，被許多人視為最有發展前途的清潔汽車技術解決方案。但氫燃料電池車的大規模應用有賴于實現低成本的低碳制氫技術即可再生能源和核能制氫技術、高能量密度儲氫技術、長壽命高效燃料電池技術的重大突破，以及完善的加氫站等基礎設施。

　　綜合來看，各種車用替代燃料將在技術革新、政策扶持和市場競爭的推動下實現重大技術突破和快速發展。預計油電混合動力車和電動汽車將來主要用于中短途交通，生物燃料和可再生氫燃料未來將成為重型卡車、航運和航空等長途交通工具的最經濟可行的替代燃料，而插電式混合動力車將在中間市場發揮最大作用。

　　2我國發展替代能源和車用替代燃料的政策

　　我國確立了“以可再生能源替代化石能源，以新能源替代傳統能源、以優勢能源替代稀缺能源”的替代能源發展總體戰略，并將重點確定為發展多元化車用替代燃料。

　　1鼓勵推廣應用天然氣汽車。1999年啟動的“空氣凈化工程清潔汽車行動”和2006年啟動的“節能與新能源汽車”高科技計劃中都支持研發和推廣使用天然氣汽車。2007年8月，國家發展和改革委員會頒布的《天然氣利用政策》規定，天然氣汽車尤其是雙燃料汽車是優先類天然氣利用方式。

　　2積極發展車用生物燃料。“十五”期間，我國出臺了生產陳化糧燃料乙醇生產和開展車用乙醇汽油試點的扶持政策。“十一五”期間，我國開始推動生物液體燃料產業轉向利用非糧原料。《可再生能源中長期發展規劃》提出根據我國土地資源和農業生產的特點，合理利用非糧生物質原料生產燃料乙醇和生物柴油，到2020年，生物燃料乙醇年利用量達到1000萬t，生物柴油年利用量達到200萬t，總計年替代約1000萬t成品油。

　　3引導煤制油等煤基燃料有序發展，集中力量建立技術儲備。2008年8月，國家發展和改革委員會發出通知指出，目前我國煤制油仍處于示范工程建設階段，不能一哄而起、全面鋪開，應堅持通過煤制油示范工程建設，全面分析論證，確定適合我國國情的煤制油技術發展主導路線，在總結成功經驗的基礎上再確定下一步工作。

　　4大力研發示范新能源汽車，穩步推進產業化工作。發展新能源汽車已被視為實現能源環境目標的重要途徑和提升我國汽車產業競爭力的突破點。“十五”以來，科技部設立了電動汽車重大科技專項，支持國內企業和研究機構重點開發純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。國家發展和改革委員會于2007年10月頒布了《新能源汽車生產準入管理規則》，并陸續把一批國產新能源汽車納入了《車輛生產企業及產品目錄》，準許開展批量生產。

　　3我國車用替代燃料的發展狀況

　　1天然氣汽車進入快速發展期。截止到2007年底，全國已有30個省市、自治區的80多個城市推廣天然氣汽車，建成天然氣站555座，主要集中在氣源地附近。目前，我國已初步建立了完整的天然氣汽車產業鏈，2007年全國天然氣汽車產量達到5.7萬輛，尾氣排放已達歐Ⅲ標準。目前國內正在研發符合歐IV排放標準的天然氣汽車，預計2010年前可投放市場。

　　2車用生物液體燃料開發得到重視，非糧生物液體燃料成為根本方向。我國在“十五”期間建成了總產能為132萬t的4家陳化糧燃料乙醇企業，在9個省市推廣使用乙醇含量為10%的車用乙醇汽油E10。“十一五”以來，我國政府明確要求轉向發展非糧生物液體燃料，一批民營企業和國有企業積極投身非糧生物液體燃料產業，加大了技術研發、原料基地和生產項目建設力度。目前，我國利用薯類、甜高梁、小桐子等非糧作物、植物生產燃料乙醇和生物柴油的技術已進入項目示范階段。廣西于2007年建成了年產20萬t乙醇的木薯乙醇項目。纖維素乙醇燃料、生物質費托合成柴油燃料BTL、加氫生物柴油HVO、藻類生物柴油等第2代生物柴油技術目前尚處于技術研發階段。總體上看，我國生物液體燃料產業發展仍需克服如下挑戰：一是原料資源基礎仍然薄弱；二是技術產業發展水平不高；三是缺乏足夠強的經濟競爭力和抗風險能力。

　　3煤基合成燃料開發取得進展，但仍然面臨環境威脅和技術瓶頸等制約因素。我國已形成比較成熟的煤制甲醇和二甲醚生產技術，也在部分地區開展了車用甲醇示范工作，已開始了二甲醚車示范運行，但分別由于環境風險和發動機燃料供給儲運技術障礙而難以實現大規模推廣。煤制油技術示范項目建設正在穩步推進。2008年，神華集團煤直接液化項目已建成首條生產線。但是，煤制油在根本上仍存在C02排放強度高、能耗水耗高、投資大、周期長等制約因素，在近中期還需克服技術工藝不成熟、工程放大風險等問題。

　　4新能源汽車開發進展加快，但與實現產業化有一定距離。在2008年北京奧運會期間，我國汽車企業和科研機構提供了自主研發的一批電池汽車、混合動力客車、轎車、燃料電池轎車等各種新能源汽車為奧運會服務。科技部于2008年提出“十城千輛”新能源車示范運行計劃，擬連續3年在國內10個以上有條件的大城市進行混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車以及能源供應基礎設施的大規模運行示范，使我國到2010年節能與新能源汽車的規模達到1萬輛。但是，目前我國新能源汽車發展還存在技術成熟度不夠、關鍵零部件配套缺乏、可靠性和生產一致性差、市場導入期的成本較高等障礙，使得新能源汽車距離規模化量產和廣泛使用尚有一定距離。

　　4我國車用替代燃發展前景料

　　總體來看，我國車用替代燃料仍處于早期發展階段，正在政策扶持下推進產業化發展進程，已呈現出發展進程逐步加快、技術路徑多元化、市場份額持續擴大的趨勢。

　　1多元化發展是我國車用替代燃料開發進程的必然路徑。從資源保障能力上看，目前非常規石油資源、生物質資源、煤炭資源都有規模化開發潛力；但從遠期看，我國上述任何一種替代能源若以億噸級的規模進行開發都可能遭遇不同程度的資源瓶頸和壓力；從技術角度看，非糧生物質液體燃料、煤基液體燃料、新能源汽車都還有待于加快產業化發展、明顯提高和充分展示能源環境效益；從經濟性上看，大多數石油替代能源的生產成本目前既未達到能與常規石油燃料展開大規模競爭的水平，也并不具備足夠抵御國際油價寬幅振蕩所導致的市場風險的能力。因此，多元化發展將是我國車用燃料替代戰略進程的必然路徑。

　　2各類替代燃料發展進程將呈現并行遞進的態勢。積極的能源經濟扶持政策和日益嚴格的環境政策將是車用替代燃料發展的關鍵促進因素；技術和產業化條件的成熟度差異，以及國際原油市場以及逐步一體化的天然氣市場的供需形勢和價格走勢將高度影響車用替代燃料進程。在近期，技術和產業化條件相對成熟、具有明顯節能減排效果、與現有發動機和基礎設施兼容性好的低碳高效替代燃料可望率先擴大生產使用規模，包括天然氣汽車、第1.5代非糧生物燃料、油電混合動力車。在中長期，隨著國際石油價格大幅回升、替代燃料技術快速進步、國內能源稅和溫室氣體排放權制度的建立健全，清潔替代燃料和新能源汽車將進入快速發展階段，節能減排效果更加明顯的第二代生物燃料和純電動汽車可望加快商業化發展進程。在長遠期，隨著各種清潔替代燃料技術的日趨成熟，其中溫室氣體減排潛力最大和資源保障程度較高的技術途徑將得到更多支持和更快發展，預計主要是純電動車以及插電式混合動力車、第二代生物燃料、以及可能的基于低碳制氫技術的氫燃料電池車。

　　3天然氣汽車使用量將繼續增加，但其發展會受到區域和價格等方面的制約。天然氣資源開發和輸送工程建設的快速進展，以及天然氣利用政策的支持，將為天然氣汽車的繼續發展提供資源和政策保障。預計天然氣汽車的推廣應用區域主要是天然氣資源豐富地區和輸送接受工程周邊地區，主要推廣應用領域仍是公交汽車和出租車。但是，隨著國內外天然氣市場需求日益增加、我國資源性產品價格改革進程的推進、天然氣市場價格的逐步攀升，預計車用天然氣的成本優勢和經濟驅動力在中長期將逐步弱化，從而制約車用天然氣的進一步擴大推廣應用。

　　4生物液體燃料產業化水平有望進一步提升，1.5代生物燃料將成近中期主流。近期通過收集利用廢糖蜜和廢油脂可年產數百萬噸級燃料乙醇和生物柴油；近中期通過推廣良種良法和開發邊際土地，種植甜高粱、薯類和油料林等，預計可年產上千萬噸燃料乙醇和數百萬噸生物柴油；在中長期，隨著第2代生物燃料技術的成熟，可望利用農作物秸稈和林業生物質資源等年產數千萬噸生物液體燃料。

　　5煤基合成燃料將成為重要替代燃料技術儲備，以保障液體燃料供應安全。在相當長的一段時間里，煤炭將是我國經濟發展所依靠的基礎能源；開發應用煤基替代燃料將是較長一段時間內發展替代燃料的重要技術選項。但是，考慮到資源環境壓力，我國發展煤基合成燃料的任務仍將以技術儲備為主，繼續延續目前既定政策，有序建成投產若干百萬噸級煤制油示范項目。

　　6新能源汽車的產業化進程將加快，并率先在公共部門、公交和特殊領域實現應用。在示范車輛和基礎設施的帶動下，我國新能源汽車的產業化和商業化發展進程可望進一步加快，并將首先在公共部門、公交和特殊領域實現推廣應用，在具備足夠競爭力和基礎設施條件后可推廣至大眾交通領域。

　　版權及免責聲明：凡本網所屬版權作品，轉載時須獲得授權并注明來源“中國產業經濟信息網”，違者本網將保留追究其相關法律責任的權力。凡轉載文章，不代表本網觀點和立場。版權事宜請聯系：010-65363056。

延伸閱讀