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“双碳”背景下车用燃气市场转型发展的思考

来源: 更新:2021-12-14 20:52:14 作者: 浏览:777次

摘要:汽车碳排放量的有效控制对我国实现“碳达峰、碳中和”的目标起到至关重要的作用,城市燃气企业在车用能源低碳转型的过程中正面临诸多机遇和挑战。为了探究燃气企业在“双碳”背景下向综合能源供应商转型的可持续发展路径,基于车用能源由化石燃料到新能源的演变历程,本文对车用燃气市场的经营现状及发展趋势进行了分析,并总结归纳了“双碳”目标下车用能源低碳转型的三大路径:积极把握加气加氢合建站优势、加快布局电动汽车充换电业务、推动加气站转型综合能源补给站。

关键词:“双碳”政策;车用燃气市场;转型路径

1、车用能源低碳转型的政策动向

2020年,习近平总书记在第75届联合国大会上明确提出,我国要力争在2030年前实现“碳达峰”、在2060年前实现“碳中和”的目标。目前,相关部委均已就未来减排工作做出明确安排,其中发改委提出的“调整能源结构、产业结构转型、提升能源利用效率、低碳技术研发推广、健全低碳发展体制机制、增加生态碳汇”六大发力领域,为碳达峰、碳中和工作做出总体布局。

交通运输领域是世界能源体系的重要组成部分,其总能耗在全球终端能源消耗中占比约为29%,并带来约23%与燃料燃烧相关的CO2排放。在“双碳”背景下,国家陆续出台了一系列扶持培育政策,明确将节能与新能源汽车作为未来中国汽车产业发展的主要方向。2021年上半年,国务院和生态环境部相继发布相关指导意见,鼓励将老旧车辆替换为清洁能源车辆,要求在城市物流配送和客运交通等领域优先使用清洁汽车,对今后促进我国新能源汽车和清洁能源汽车的推广普及创造了有利条件。此外,工信部和科技部着眼于新能源汽车产业卡脖子关键技术问题,鼓励开展电动汽车和充换电系统、燃料电池汽车等标准的研究与制定,推进动力蓄电池回收利用等相关标准研制,对今后燃料电池汽车的核心技术攻克、加氢站设施的建设推进、纯电动汽车发展提供了支持和规范。

2、我国车用能源的演变和趋势

汽车随着车用能源的发展变迁主要可以分为燃油汽车、替代燃料汽车(燃气汽车、混合动力汽车、纯电动汽车等)、燃料电池汽车三个阶段。据中汽数据统计,截止到今年3月,我国乘用车保有量达到3.78亿辆,增长趋势较为稳定,其中燃油汽车保有量占比达96%以上,仍然为最主要的燃料类型。然而在2020年,我国车队生命周期碳排放总量达到了6.7亿tCO2e,其中燃料周期占比74%,且98%的碳排放来自汽油车。在节能减排和绿色发展的政策要求下,燃油汽车向低碳化转型迫在眉睫。未来30年,随着相关扶持机制的完善以及充电桩、换电站、加气站、加氢站等综合能源补给站基础设施的完善,燃油汽车最终将逐步退出汽车市场。

天然气中的甲烷含量高达90%以上,热效率高且安全性能好,作为汽车发动机燃料能够有效减少一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物排放,在过往十余年里得到了广泛的推广和应用,三大油公司和以五大燃气集团为代表的城市燃气企业纷纷涉足车用天然气领域。国内以天然气为燃料的汽车保有量超过600万辆,拥有CNG加气站超过6000座,投运LNG加气站超4800座。但在国家大力提倡新能源汽车的发展形势下,出租车、公交车等CNG市场主要用户发展已趋于饱和,全国各地均已陆续开展以电动汽车替代天然气汽车的行动,与此对应,已建的天然气加气站经营呈现了巨大的压力。

近年来随着国家新能源汽车政策的密集出台,新能源汽车得到了长足的发展。截止到今年上半年,我国电动汽车保有量达600万辆,占汽车总量的2.06%,城市公交车电动化比例突破60%。随着2020年国家将充电桩建设纳入新基建范畴,充电桩数量不足、车桩比失衡等问题将得到进一步改善,电动汽车又将迎来新一轮的发展。同时,氢燃料电池汽车作为新能源汽车的重要组成部分,在近期得到了飞速发展,燃料电池相关产业在资本市场上以掀起了热潮。截至2021年上半年,我国加氢站已建成156座左右,且根据各省份及地市已出台的规划,到2025年全国将建成至少1000座加氢站,为氢燃料电池汽车的发展奠定了基础。

3、车用燃气市场经营现状及趋势

3.1 城市燃气企业车用能源领域的经营现状及转型探索

受到外部发展环境变化的影响,政府主导推动电动新能源车的发展,CNG车用气市场面临全面萎缩。据统计,国内某大型燃气集团2020年车用销气量仅完成“十三五”预算目标的50%,加气站投运座数不到计划的一半,且在“十三五”期间累计关停产能利用率过低的站点近100座。虽然国内整体加气站数量仍然呈现增长的趋势,但单一加气站的发展态势已大不如前,车用天然气市场收益增长举步维艰。

随着社会可持续发展的需求日益迫切,尤其是“双碳”政策出台以后,我国能源结构多元化趋势明显,能源发展动力正由传统能源增长向新能源增长转变,单一使用天然气将逐渐缺乏竞争力。为继续维护车用能源市场,各燃气企业纷纷尝试在已有加气站和供气小区资源的基础上建设油氢合建站、充换电站、加氢站、光伏发电站,探索向“油气氢电服”综合能源服务商转型的可行路径。2019年7月,国内首座油氢合建站——中国石化佛山樟坑油氢合建站建成,该站也是全国首座集油、氢、电能源供给及连锁便利服务于一体的新型网点。2020年,中国燃气与宜昌市签订战略合作协议,投资11.52亿元用于区域内电动汽车、电动自行车充电桩项目,计划在3年内建设2万个电动汽车充电桩及27.6万个电动自行车充电桩。江苏省首座加气加氢合建站——堰裕路加气加氢站今年5月正式由无锡华润燃气建成投运。

3.2 充电站、换电站、加氢站

在“双碳”政策的时代背景下,中国车用能源的低碳化转型迫在眉睫,以电动汽车为代表的新能源汽车越来越受到消费者的青睐,加快全面电动化进程可降低汽车行业碳排放的峰值、缩短达峰时间已成为社会共识。相比于其他燃料类型,电动汽车的发展具有显著优势。就节能效益而言,纯电动汽车全生命周期总能耗相对于传统燃油车能减少24.27%,同时可以减少90.34%的CO排放和44.39%的VOC排放。目前,新能源汽车的主要供能路径主要集中为充电站、换电站以及加氢站三种模式。

3.2.1充电站

十三五期间,在国家政策和资本的推进下,国内已密集建设了大量充电设施,其中以国家电网、特来电、星星充电等为代表的企业发挥了在电力接入和充电设施制造成本、技术等优势,快速抢占了充电市场主导地位。而长期来看,该类企业在未来充电设施建设上仍持续保有优势,其它企业很难与其展开竞争。同时,相关企业在针对优质客户(如公交公司)的竞争也异常激烈,部分地区已出现充电服务费降低至0.3元/千瓦时甚至更低的局面,单从经营的角度已无法维持充电站的良性盈利,形成了典型的“红海”效应。

3.2.2 换电站

换电站的发展得益与电动汽车换电模式的推广。当前,随着电动客车市场格局逐步定型,国内各大汽车厂商瞄准了运营乘用车辆市场。为解决充电等待时长的问题,提高营运车辆(主要为出租车、网约车等)的经营效率,以东风、长安、吉利等为代表的车企纷纷退出了换电汽车,并在全国范围内开展推广。以单个换电站为例,投资额约为500万,最大可满足150-200辆车辆的换电需求。在保障用户用能成本经济性的同时,仍可兼具较好的投资收益。

3.2.3 加氢站

氢能因其能量密度高、清洁零排、转化灵活高效等特点被视为人类“终极能源”,氢燃料电池汽车也是国家新能源汽车战略的重要组成部分。氢能源汽车补充燃料的时长一般在3~5分钟,续驶里程可以与汽油车相比,与纯电动汽车相比具有较大的效率优势。同时在续航、运力达到一定阈值后,储氢罐比电池更小更轻,在长续航、大运力商用车以及公共交通方面表现出更为明显的优势。近两年来,随着氢气气源、燃料电池和加氢站主要设备成本的下降,氢燃料电池汽车的发展值得期待。。加氢站的经营与管理模式与天然气加气站有着极高的相似性,燃气企业凭借长期的经营管理经验,转型加氢站运营的路径也较为顺滑。

4、城市车用燃气企业的转型思考

车用能源向电气化、氢能化转型已成为一种必然趋势,对于燃气经营企业而言,现阶段应该把握车用能源市场动向,积极引导场站设备设施改造,利用现有加气站的土地设施和客户源优势,以合建站的形式率先打开加氢市场,并进一步拓展充换电业务,向“油气氢电服”综合能源服务商转型。

4.1 积极把握加气加氢合建站优势

由于加氢站土地审批繁琐、建设成本高、自主盈利困难等问题,目前氢能在交通能源领域尚未实现规模化发展。但燃气经营企业转型布局气氢合建站能够将加氢站与CNG加气站在工艺流程、主要设备和建站条件的相似之处作为涉足加氢业务的契合点,有效降低初期投资成本和土地审批取证的难度,也可在近阶段通过“以气养氢”的模式,解决加氢站短期经济效应不足的问题。

4.2 加快布局电动汽车充换电业务

换电站的建设对电力基础设施的要求较低,可大幅降低燃气企业相对电网企业的竞争劣势。同时,建站面积更小,可有效发挥天然气加气站场地优势。对于服务同等数量电动汽车的换电站及充电站比较,充电站对电容的要求比换电站高出5倍,占地面积也要达到换电站的4倍左右,司机通过换电站电池自动化更换系统,3-5分钟即可完成全部过程的、更快捷的能源补给服务,具备良好的市场推广前景。

4.3 推动加气站转型综合能源补给站

综合能源的互补利用是未来能源发展的主流趋势,车用燃气企业也可以借助自身土地资源、场站设施和技术优势打造自己的综合能源站品牌,在场站基础设施中融入分布式光伏、天然气制氢、光伏发电耦合电解水制氢、加氢、加气、自动调节便利店等功能,满足不同新能源汽车的能源补给需求,深化细化低成本实现“双碳”实施路径,努力构建多能互补的新格局。

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