道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例

2024年52024年5月?2024國際清潔交通委員會(ID192)陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例發(fā)展新能源汽車是加速各個行業(yè)向更綠色可持續(xù)貨運轉(zhuǎn)型的重要舉措。近年來，中國已針對鋼鐵、水泥和焦化三大重點行業(yè)出臺了超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，這些標(biāo)準(zhǔn)中均納入了使用新能源貨車進(jìn)行貨物運輸?shù)哪繕?biāo)要求（生態(tài)環(huán)境部，（中國煤炭工業(yè)協(xié)會，2022）。2022年，陜西省的細(xì)顆粒物(PM2.5)年平均濃度為39μg/m3，較全國平均水平高出10μg/m3（生態(tài)環(huán)境部，2022）。陜西省的煤炭運輸主要依托于道路貨車，道路貨運在煤炭運輸總量中的占比為70.2%（陜西省能源鳴謝:作者在此特別向ICCT內(nèi)部同事HusseinBasma、褚一丹、周圓融、ChelseaBaldino、FelipeRodríguez和楊柳含子以及來自中國汽車技術(shù)研究中心的專家馮乾隆，朱青和吳松致以誠摯謝意，感謝他們?yōu)楸疚奶峁┑慕ㄔO(shè)性建議。上述專家同仁的審閱并不代表完全認(rèn)同本報告內(nèi)容，任何錯誤疏漏皆由作者承擔(dān)。communications@@icct國際清潔交通委員會中國各省煤產(chǎn)量概況及榆林市楊伙盤煤礦地理位置黑龍江內(nèi)蒙古吉林內(nèi)蒙古寧夏青海新疆遼寧河北京天津北河北山西山東江蘇陜西河南西藏甘肅寧夏青海新疆遼寧河北京天津北河北山西山東江蘇陜西河南西藏甘肅安徽上海安徽上海湖北四川湖北四川浙江浙江江西湖南重慶貴州福建重慶貴州云南云南廣西廣東廣西廣東臺灣香港澳門廣西廣東臺灣澳門廣西海南海南>500海南南沙群島100–50020–1000–20南沙群島0(或無數(shù)據(jù))國際清潔交通委員會THEICCT.ORG零排放貨車也被陜西省作為減少溫室氣體排放，實現(xiàn)碳達(dá)峰及碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵措近年來，陜西省開始在煤炭行業(yè)發(fā)展推動純電動重型應(yīng)用燃料電池貨車。由于煤炭是焦化行業(yè)生產(chǎn)過程中的重要原材料之一，因此煤炭運輸在部分情況下也屬于焦化行業(yè)超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求為了更好地了解零排放貨車在煤炭運輸中的實際表現(xiàn)，本文對2019至2022年期間陜西省的重型零排放貨車市場以及榆林市楊伙盤煤礦中零排放貨車的使用情況進(jìn)行了評估。我們通過走訪煤礦車隊運營商，了解到零排放貨車的日常運行狀況和實際使用性能。在此基礎(chǔ)上，我們還對2ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例分析，比較了換電貨車與柴油貨車的性能表現(xiàn)，另外還對比了含電池整車購買模式一，該系列研究旨在分析評估純電動貨車和燃料電池貨車在不同行業(yè)的實際使用情況2。圖2展示了2019至2022年陜西省重型零排放貨車（包括純電動貨車和燃料電放貨車，其中99%為純電動貨車。從城市銷量分布來看，省會西安市的零排放貨車和4%。2022年，陜西全省零排放貨車在市場圖280060040020004%其他3個城市其他4個城市0%其他3個城市其他4個城市2019202020212022國際清潔交通委員會THEICCT.ORG1BaaS購買模式，也稱電池租賃模式。車隊購買的電動貨車是不包含電池的，而是以租賃電池的方式來替代購有電池的純電動貨車。3ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例雖然陜西省在零排放貨車整體應(yīng)用方面仍處于早期階段，但已經(jīng)取得了一些不俗的成績。圖3展示了不同類型電動貨車在陜西省各個城市的銷量分布情況。西安市在總銷售量方面位居全省第一，但所銷售的零排放貨車大多數(shù)是車輛總質(zhì)量相對較小的物流配送貨車。榆林市的煤炭產(chǎn)量占陜西全省總產(chǎn)量的64%（陜西日報，2023煤炭運輸需求使其電動半掛牽引車銷量在全省排名第一。在2021至2022年期間，榆林市純電動半掛牽引車的銷量實現(xiàn)了零的突破，合并車輛總質(zhì)量超過40噸的純電動半掛牽引車達(dá)到101輛。另外，雖然圖中并未展示，榆林市還在設(shè)定了到2024年力爭推廣示范燃料電池汽車?yán)塾嫵?000輛的宏偉目標(biāo)（陜西省發(fā)不同類型電動貨車在陜西省各個城市的銷量分布情況（2021–2022年）西安:927輛咸陽:266輛渭南:141輛榆林:107輛其他城市:141輛物流貨車(3.5—4.5噸):1,267輛自卸貨車(31噸):127輛半掛牽引車(車輛總重大于40噸):174輛其他貨車:14輛國際清潔交通委員會THEICCT.ORG上述這些成績突顯了陜西省零排放貨車市場的發(fā)展及其對中國可持續(xù)交通的廣泛影響。盡管目前零排放貨車市場仍處于早期發(fā)展階段，但零排放貨車的銷量和4ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例零排放貨車在榆林市的實際應(yīng)用案例為了更好地了解榆林市零排放半掛牽引車的實際使用情況，我們于2023年5月對榆林市楊伙盤煤礦開展了調(diào)研。如圖4所示，該煤礦每年煤炭貨運需求量約600萬噸，是榆林首個使用電動半掛牽引車進(jìn)行煤炭運輸?shù)牡V場。煤礦有兩類主要運輸線是將煤從礦場運送至貨站，運輸長度為50km。楊伙盤煤礦于2021年購買了50輛換電款純電動半掛牽引車，并選擇與車輛制有18輛柴油半掛牽引車在運營使用。根據(jù)我們的了解，煤礦在2022年還購買了10輛燃料電池半掛牽引車，但尚未正式投入使用，政府部門正在計劃對這些車輛進(jìn)行圖4楊伙盤煤礦運營的純電動貨車5ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例實際使用性能通過采訪車隊運營商，我們了解到楊伙盤煤礦柴油貨車際使用性能。表1顯示了目前楊伙盤煤礦所使用的柴油貨車和純電動貨車的技術(shù)規(guī)格，另外還列出了有可能用于煤炭運輸?shù)娜剂想姵刎涇嚨膶?yīng)技術(shù)規(guī)格。從表中可燃料電池CA4256P2K15T1E5A80HN4253H36C8BEVSX4257MJ4XFCEV制造企業(yè)軒德翼48,800kg48,870kg48,870kg40,000kg37,370kg37,370kg發(fā)動機(jī)功率276kW額定:250kW；最大:360kW額定:220kW；最大:410kW發(fā)動機(jī)扭矩2,060N·m發(fā)動機(jī)排量11.6L--儲能量柴油油箱,600L電池,282kWh認(rèn)證續(xù)駛里程1,500km170km2023年牽引車￥300,000含電池:￥806,000不含電池:￥436,000￥1,500,000b氫燃料儲量基于車輛使用的13個165升350巴燃料罐評估。返行駛7.5km，將煤炭運送至位于附近小山坡上的電廠，單日行駛次數(shù)最多可達(dá)30次數(shù)最多6次。由于貨車的運輸行駛路線是隨機(jī)分配的，要量化車輛的實際行駛活6ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例表2往返貨運場站從煤礦至電廠從煤礦運輸至鐵路貨運場站或其他煤炭購買方往返行程距離7.5km95km25–30次4–6次年行駛里程68,000km180,000km8年6年￥0.8/tkm￥0.4/tkm實際使用能耗空車：17L/100km滿載：48L/100km?純電動貨車：空車：120kWh/100km滿載：250kWh/100km空車：16L/100km滿載：42L/100km?純電動貨車：空車：115kWh/100km滿載：210kWh/100km如表3所示，我們將柴油貨車和純電動貨車的實際使用成本分解為資本支出和上述兩項稅種。楊伙盤煤礦使用的所有純電動貨車均通過換電模式進(jìn)行補能，電力價格固定為￥0.6/kWh，換電服務(wù)費為￥0.2/kWh，電池租賃費為￥0.6/kWh，合計￥1.4/kWh。表3楊伙盤煤礦柴油貨車和純電動貨車的實際使用成本（2023年）2023年純電動貨車–BaaS￥300,000￥436,000￥800,000車輛零售價格的10%30%30%30%貸款期限3年3年3年10%10%10%￥100,000￥125,000￥200,000平均補能成本￥8.4/L￥1.4/kWh￥0.8/kWh車輛整備質(zhì)量*￥60/噸/年維修保養(yǎng)成本￥0.30/km￥0.22/km￥0.22/km￥24,000/年￥40,000/年￥62,000/年人員薪資及其他成本￥200,000/年￥200,000/年￥200,000/年7ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例括車輛速度和海拔。在電廠運輸情景下，電廠行駛速度會超過40km/h，但起止地之間的海拔基本一致。圖5車輛速度(km/h)車輛速度(km/h)標(biāo)準(zhǔn)化后海拔高度(米)標(biāo)準(zhǔn)化后海拔高度(米)標(biāo)準(zhǔn)化后海拔高度車輛速度60504010080302060402000-20車輛速度(km/h)車輛速度(km/h)標(biāo)準(zhǔn)化后海拔高度(米)標(biāo)準(zhǔn)化后海拔高度(米)標(biāo)準(zhǔn)化后海拔高度車輛速度60504010080302060402000-2005001,0001,5002,000貨站運輸情景標(biāo)準(zhǔn)化后海拔高度車輛速度100801005060040-5020-1000-15002,0004,0005,0006,0003,0007,0008,0009,0001,00002,0004,0005,0006,0003,0007,0008,0009,000國際清潔交通委員會THEICCT.ORG我們通過采訪車隊運營商了解到，零排放貨車在能源成本圖6展示了楊伙盤煤礦所使用的柴油貨車和純電動貨車目前的車輛總擁有成本其中一種應(yīng)用情景，在評估TCO總成本時，8ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例圖6TCO:￥366萬TCO:￥445萬14.3610.80???￥9???￥6￥3￥0???????14.009.66???????TCO=??+???利潤(不含殘值)純電動貨車-BaaS模式TCO:￥347萬TCO:￥413萬12.859.51???￥9￥6￥3￥0???￥9￥6￥3￥0???????12.328.31???????純電動貨車-整車購買模式TCO:￥374萬TCO:￥408萬???9.32￥9￥6￥3￥012.85???9.32￥9￥6￥3￥012.328.448.44??????????????9ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例?與柴油貨車相比，楊伙盤煤礦車隊中應(yīng)用的純電動換電貨車在TCO總成本?在電廠運輸情景下，換電貨車的TCO總成本要比柴油貨車成本均可實現(xiàn)較柴油貨車低8%。我們通過走訪車主了解到，較低的前期購置成本在很大程度上可以促成車主做出購買決定，即便后期可能會另外支付相對購買含電池的整車高一些如圖7所示，純電動貨車在實際使用過程中也會給車主帶來一些挑戰(zhàn)。純電動貨車由于需要裝載電池而犧牲了一些有效負(fù)載，在相同的使用壽命周期內(nèi)，純電動貨車的單位里程載重總噸數(shù)會低于柴油貨車。因此，無論在電廠運輸還是貨站運輸（tkm）TCO總成本來看，電廠運輸應(yīng)用情景下使用柴油貨貨站運輸情景下為￥0.12/tkm；使用BaaS模式純電動貨車在電廠運輸情景下的成本較柴油貨車高出5%(￥0.21/tkm在貨站運輸情景下的成本高出8%(￥0.13/tkm而在含電池整車購買模式下，純電動貨車在電廠運輸情景下的成本較柴油貨車高出15%(￥0.23/tkm在貨站運輸情景下的成本高出8%(￥0.13/tkm）。￥0.25￥0.20單位噸公里成本單位噸公里成本(￥/tkm)￥0.15￥0.10￥0.05￥0.00柴油貨車單位噸公里成本純電動貨車BaaS模式純電動貨車整車模式純電動貨車BaaS模式純電動貨車整車模式純電動貨車整車模式電廠運輸情景貨站運輸情景國際清潔交通委員會THEICCT.ORG10ICCT工作報告|道路貨運電動化之路：陜西省榆林市49噸純電動牽引車案例11ICCT工作報告|值得注意的是，目前純電動貨車的單位貨運周轉(zhuǎn)量成本與柴油的，如果未來能夠?qū)α闩欧咆涇囎龀龈倪M(jìn)，使其具備與柴油貨車同等水平的載重能力或?qū)崿F(xiàn)更長的續(xù)駛里程，則零排放貨車的單位貨運周轉(zhuǎn)量成本和收入都將能達(dá)到與柴油貨車相同的水平。由于純電動貨車的T模式和應(yīng)用情景下，純電動貨車都有潛力實現(xiàn)比柴油貨車更高的利潤（最高可比柴電動貨車具備在煤炭運輸和其他行業(yè)運輸活動中廣泛應(yīng)用的潛力。為了配合陜西省促進(jìn)煤炭運輸電動化的目標(biāo)，本文分析了煤炭運輸領(lǐng)域推廣零排放貨車的政策措施或是推高電動半掛牽引對榆林市楊伙盤煤礦零排放貨車實際使用情況的分析表明，目放貨車的主要挑戰(zhàn)在于電池重量減低了電動貨車的有效負(fù)載，從而影響運營收入和結(jié)合上述結(jié)論，我們探索整理出以下方案，或可推動綠車隊運營商相對更在意購車成本和首付款，而不那么在意補能環(huán)節(jié)額外支出的電池運營期間的補能成本增幅。推廣創(chuàng)新型融資和商業(yè)模式可以提升消費群體購買零排考慮增加有效負(fù)載，提升零排放貨車的經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)。電池和儲氫罐的用于貨物運輸?shù)目傆行ж?fù)載，導(dǎo)致零排放貨車的凈收入下降，同時增加每噸公里貨物運輸成本。政策制定者可考慮通過一些創(chuàng)新型措施來支持零排放貨車獲得與柴油達(dá)到一定噸公里運營里程的零排放貨車進(jìn)行補貼，或以一種特殊的方法來認(rèn)證零排中國煤炭工業(yè)協(xié)會(2022)，《2022年全國分地區(qū)原煤產(chǎn)量簡析》，詳見：https://www.coalchina./index.php?m=content&c=index&a=show&catid=9&id=145621/wp-content/uploads/2023/11/Tangshen-case-study-report-A4-CN-v5.pdf見：/xxgk2018/xxgk/xxgk03/201904/t20190429_701463.html中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部(2022)，生態(tài)環(huán)境部通報2022年12月和1-12月全國環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，詳見：/ywdt/xwfb/202301/t20230128_1014006.shtml中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部(2024a)，《關(guān)于推進(jìn)實施水泥行業(yè)超低排放標(biāo)準(zhǔn)的意見》，詳見：/xxgk2018/xxgk/xxgk03/202401/W020240119512650483366.pdf中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部(2024b)，《關(guān)于推進(jìn)實施焦化行業(yè)超低排放標(biāo)準(zhǔn)的意見》，詳見：/xxgk2018/xxgk/xxgk03/202401/W020240119512651019358.pdf《陜西日報》(2023年4月26日)，《2022年陜西發(fā)往省外的煤炭約4.63億噸占全省銷量的/fgsj/tjsj/jjyx/202303/t20230331_1366157.html/wp-content/uploads/2024/04/ID-149-Hainan-concrete-Working-Paper-A4-50134_v5.pdf/wp-content/uploads/2023/11/ID-73-%E2%80%93-CN-Guangdong_?nal.pdf/INSTITUTIONAL/nygk/eMjQru.htm通知，詳見：/pub/sxfgwyh/fgwj/sfzggwwj/2021/202304/t20230418_13532