site logo: www.epochtimes.com

呂錫民:天然氣車未來展望分析

人氣: 322
【字號】    
   標籤: tags: , ,

【大紀元2019年04月30日訊】2016年,台灣新政府上台,制定能源結構目標,其中天然氣發電占比,從2015年的33%提升至2025年的50%。耗能(12%)與溫氣排放(14%)占比居高不下的運輸部門,豈可自絕於天然氣燃料使用的門檻之外。

隨著各國政府對內燃機驅動車輛尾氣排放的限制,以及對化石燃料使用及耗盡的關注日益增加,替代燃料越來越受到歡迎。由於各種原因與優勢,天然氣是具有廣泛應用的替代燃料之一,包括:立即可用性、相對於傳統燃料的低成本和低排放潛力、在常規柴油和汽油引擎中的適用性等等。天然氣普遍蘊藏在世界各地且供應穩定,因此,天然氣已被廣泛用作引擎的一種清潔替代燃料。

天然氣車輛(NGV)是使用壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)、液化石油氣(LPG)等清潔燃料,作為其他化石燃料,如柴油與汽油等替代燃料的車輛。天然氣車輛(NGV,甲烷)不應與由LPG(液化石油氣,丙烷)驅動的車輛相混淆,因為兩者基本上是使用組成完全不相同燃料的車輛。

天然氣壓縮至150kg/cm2或以上者,稱為壓縮天然氣(CNG),主要供做車輛動力燃料。天然氣壓縮並冷凍後,將變成低溫液態,以便運輸或直接當作車輛燃料,即稱液化天然氣(LNG)。液化石油氣(LPG)是丙烷、丁烷、或二者混合物,在常溫下雖為氣體,但稍加壓力很容易液化為液體,所以稱作液化石油氣,液化石油氣多在加壓情況下裝入鋼瓶,故亦稱之為鋼瓶氣,液化石油氣在台灣用途廣泛,包括車輛、烹飪、加熱洗澡水等。在台灣,凡是利用CNG或LPG作為燃料行駛的車輛,都稱它瓦斯車。

目前汽油動力車輛可以直接轉換為CNG或LNG車輛,並且可以具有專一燃料(僅天然氣)或雙燃料(汽油或天然氣)功能。用於重型卡車和公共汽車的柴油引擎也同時可以作如上述形式的轉換,亦即,加裝包含新式火花點火系統的天然氣車,或者可以柴油和天然氣雙混合物燃料運行,其中主要燃料是天然氣,而少量柴油則用作點火源。

在2015年,全球共有2,274萬輛NGV,擁有NGV車隊由高至低的國家分別為:中國(441萬輛),伊朗(400萬輛),巴基斯坦(370萬輛),阿根廷(249萬輛),印度(180萬輛),巴西(178萬輛)。

再以NGV分布地區劃分,亞太地區的680萬輛領先全球,其次是拉丁美洲的420萬輛。在拉丁美洲,近乎90%的NGV都具有雙燃料引擎,這將允許車輛使用汽油或CNG。在巴基斯坦,幾乎每一輛車都可轉換成(或製造成)使用替代燃料的車輛,並且這些車輛通常都能保持在汽油燃料上運行的能力。

天然氣車輛在天然氣豐富的地區或國家很受歡迎,由於政府的選擇使得CNG價格低於汽油。天然氣使用始於二十世紀三十年代位於意大利的波河谷這個地方,接著是八十年代的紐西蘭,儘管其使用量已經開始下降。在紐西蘭使用天然氣的高峰期,全國有10%的汽車被改裝,約11萬輛。在美國,CNG公交車是許多公共交通機構所最喜歡的選擇,數量超過114,000多輛,主要是公共汽車。印度,澳大利亞,阿根廷,德國等也在公共交通工具中廣泛使用天然氣動力巴士。

CNG車輛在南美洲是很常見的,數量約占全球NGV車隊的35%,其中這些車輛主要用作阿根廷和巴西境內主要城市的出租車。正常情況下,標準汽油車在專業車間改裝成CNG車輛,安裝作業包括後車廂中的氣瓶,CNG射入系統,電子設備等等。

2006年,FIAT巴西子公司推出FIAT Siena Tetra Fuel,這是一款由Fiat Brazil子公司Magneti Marelli所開發出來的一種可使用四種燃料的小型客車。該款車型可使用的燃料為:(1)100%乙醇(E100);(2)E20到E25混合燃料(亦即,乙醇-汽油混合燃料);(3)純汽油;(4),天然氣等四種。該款車型可根據路況需要,自動從汽油/乙醇混合燃料模式切換到使用CNG燃料模式。

以天然氣為車輛燃料的主要優點之一是它提供了一個便宜的能源,隨著世界繼續使用諸如汽油和柴油等昂貴的燃料之際,低成本天然氣提供了一絲希望。雖然使用天然氣所伴隨的減排效益是其當作運輸燃料應用的主要著眼點,特別是在大都會地區,另外這幾年來,隨著油價大幅上漲,使用天然氣的成本效益越來越大,成為許多新用戶一項需要真正考慮的因素。

在大多數國家,相當於每加侖的天然氣比柴油和汽油便宜得多,即使考慮到與壓縮相關的成本,甚至考慮到天然氣對柴油和汽油熱效率較低的因素時,天然氣作為運輸燃料仍具有顯著的經濟效益。尤其是汽油和柴油必須經過複雜的石油精煉過程,而另一方面,天然氣從產址到車輛引擎則需要更少的加工程序。同時,天然氣市場也不太容易出現價格波動,在與石油產地相比之下,天然氣資源在全球範圍內分佈更為均勻。

然而,開發天然氣基礎設施,例如,輸氣管路及加氣站等,所需要的高成本,仍是天然氣作為替代燃料適應性上的最主要障礙。但是在需求趨勢、經濟學支持性及政府獎勵等充分可見度上,這些障礙似乎又是可逾越的,因為幾乎所有已開發國家已經備有完善天然氣基礎設施,提供投資者有利獎勵計劃,例如貸款,補貼,進口關稅豁免等等,以及降低或取消機具、設備進口關稅,並對加氣設施的建設和運營免課徵銷售稅。可惜的是,一旦加氣設施和NGV客戶補貼耗盡,新的CNG灌裝設備的預期盈利能力就不再具吸引力。例如在加拿大,由於加氣設施投資的減少,因而導致整個NGV部門的崩潰。

安裝天然氣基礎設施的成本可能因大小,容量及天然氣添加方式(例如快速填充或耗時填充)而有顯著差異。因此,成本可以因設施與國家的不同而有所不同。由於土地是建造一座CNG站的重要組成部分,因此加氣站的主要成本取決於在新址或現有加油站上建造加氣站的決定。在全球,經由不同研究,我們確定建造一座CNG站的平均成本在60萬美元至100萬美元之間,此金額不包括土地成本。

在發展天然氣作為車輛燃料的相關面向上,除了上述的短期經濟學考量之外,尚有許多社會經濟學面向需要含括進來。例如,NGV的重大影響之一是替當地企業製造許多經濟上的機會。這些機會包括:建造新加氣站與供氣基礎設施時所製造的相關營造工作;改造現有引擎的相關就業,以及為了擴大該產業,進行製造,並供應相關零件、設備的工作。

以巴基斯坦(全球第三大CNG用戶)為例,該國的NGV部門吸引十多億美元的投資計劃,並且創造121,000多個直接和間接就業機會。此外,在大多數NGV使用戶國家,由於天然氣比汽油或柴油的價格明顯偏低且穩定,因此提高客戶的購買力。

在許多國家裡,我們可找到將汽油或柴油轉換成LNG/CNG燃料的轉換套件,以及提供安裝服務的技術人員,然而,價格和轉換品質有很大的差異。最近,美國已放寬相關設備認證規定,其中私人認證公司已被含括進來,CNG套件安裝費用已降到$6,000以上的範圍,這與車輛的類型有關。

依據美國2017年1月各種車輛燃料零售價格,在燃料價格係以每單位GGE(汽油加侖當量)多少美金(USD)計算之下,我們可以看到電動車所用電力是最便宜的(1.21),其次依照小到大順序分別為:CNG(2.11),LNG(2.23),柴油(2.30),汽油(2.32),B20(2.32),E85(2.65),B99-B100(2.99),LPG(3.84)。因電動機效率比內燃機高3.4倍,因此電價下降3.4倍。

美國2000年至2017年間的平均零售燃料價格顯示,石油燃料(汽油和柴油)的價格是液體燃料價格的主要動力,因為液體燃料用於非專用車輛,如果液體燃料價格漲得太高,則可以用石油燃料代替。因此需求將會下降,直到液體燃料價格下降到接近石油燃料價格。然而,因為運輸部門只占天然氣和電力市場一小部分,所以天然氣和電力價格比較不受石油液體燃料價格波動影響。

因此,天然氣動力車輛相對於汽油動力車輛的運行價格會越來越便宜是很有可能的。如何對轉換套件的購買和安裝進行資助是一項問題。若干補助可經由能源部來提供。基本上,私人自籌資金租賃轉換設備以換取稍高的天然氣添加成本是可行的,因為這可替流動性緊張的消費者提供相當大的優勢。

現有文獻顯示,天然氣在世界各國作為運輸燃料的應用已取得重大成果。雖然在全球範圍內,天然氣車輛技術的環境效益已經確立,但是根據最新研究結果,將甲烷的短期壽命及高排放量一起考慮進來,天然氣車輛的生命週期排放比配備廢氣排放過濾器的現代柴油引擎技術來得高。因此在釐清這項疑問之前,天然氣車輛的環境效益是不確定的。

同樣地,天然氣車輛目前面對的發展障礙之一是石油的價格,往年石油價格已經下降一半。因此天然氣車輛需要面對的首要問題是油價相對較低,這趨勢對天然氣車輛發展將產生什麼影響值得我們探討。在現行低油價下,投資回報對於天然氣車輛成功開發至關重要,目前看來,這可能是一項挑戰。往往政府獎勵措施,例如大多數國家所提供者,可能對此窘境的解除有所裨益。

最後展望未來天然氣車發展前景,儘管ANG(吸附天然氣)技術尚未廣泛使用,例如普設加氣站或提供消費性儲氣瓶等仍有待突破,但是ANG的500psi低壓壓縮,相對於CNG的3,600psi,實質上具有降低天然氣基礎設施及燃料儲槽等成本的潛力,這是值得汽車業界思考的重點商機。

責任編輯:朱穎

評論
2019-04-30 11:10 AM
Copyright© 2000 - 2016   大紀元.