天然气汽车专题：我国天然气汽车的发展及其对汽柴油消费的替代

研究院 原油与商品策略组 潘翔 能源策略总监兼首席原油研究员 0755-82767160 panxiang@htfc.com 从业资格号：F3023104 投资咨询号：Z0013188 联系人： 孙家南 0755-23887993 sunjianan@htfc.com 从业资格号：F3039730 宋晨阳 0755-23887993 songchenyang@htfc.com 从业资格号：F3042880 康远宁 0755-82767160 kangyuanning@htfc.com 从业资格号：F3049404 华泰期货|天然气汽车专题 2018-08-31 我国天然气汽车的发展及其对汽柴油消费的替代 早在上世纪 60 年代，天然气汽车已在我国的道路交通领域崭露头角，到如今历经了近 60 年的岁月，已发展到相当的规模。而在当下，我国推行环保和改善能源消费结构的大势所趋，天然气汽车作为一种清洁能源汽车，势必将扮演更加重要的角色。天然气汽车将同新能源汽车一起改善我国的蓝天白云，并替代大量汽柴油消费，间接减少我国石油的对外依存度。 本文将首先为大家介绍天然气汽车的基本概念，包括其定义和分类，然后再回顾天然气汽车在我国的发展历史，以及到现在的规模与市场细分情况；接着，我们将分析影响天然气汽车发展的主要因素，并由此展望其未来的走向；最后，我们将落脚于天然气汽车对传统汽车燃料的替代作用，利用现有数据推算出当前天然气汽车对我国汽柴油消费的具体替代量。 华泰期货|天然气汽车专题 2018-08-31 2 / 14 天然气汽车基本概念 天然气汽车定义 天然气汽车，即以天然气作为燃料提供动力的汽车。 天然气是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。其主要成分是甲烷（𝐶𝐻4），通常含有其他烷烃（乙烷、丙烷、丁烷），有时也含有少量二氧化碳（𝐶𝑂2）、氮、硫化氢（𝐻2𝑆）以及氦。 天然气汽车分类 按照燃料储存状态的不同，天然气汽车可以分为压缩天然气汽车和液化天然气汽车。压缩天然气（Compressed Natural Gas,简称 CNG）指压缩到压力大于或等于 10MPa 且不大于25MPa 的气态天然气，是天然气加压并以气态储存在容器中。液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称 LNG)是天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5℃）温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5 摄氏度、0.1MPa 左右的低温储存罐内。 一般来说，车用压缩天然气的压缩比例大约为 1：200，即 1𝑚3压缩天然气能够转化为常压下 200𝑚3的天然气；而液化天然气的压缩比例大约为 1：625，即 1𝑚3的液化天然气能够转化为常压下 625𝑚3的天然气。因此携带相同的体积燃料的压缩天然气汽车和液化天然气汽车相比，液化天然气汽车的续航里程理论上是压缩天然气汽车的 3 倍以上。 按照燃料使用状况的不同，天然气汽车可以分为单一燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽车、双燃料天然气汽车。单一燃料天然气汽车即发动机仅使用天然气一种燃料提供动力的汽车；两用燃料天然气汽车即发动机可以使用天然气或另一种燃料（一般为汽油）提供动力的汽车，但两种燃料不能同时混合使用；双燃料天然气汽车即发动机能同时混合使用天然气和另一种燃料（一般为柴油）的汽车。实际应用中，LNG 汽车以单一燃料为主，CNG 汽车则以两用燃料与双燃料为主。 按照具体车型（车辆用途）的不同，天然气汽车可以分为天然气乘用车、天然气商用车。天然气乘用车又可以分为天然气家用车与天然气出租车，天然气商用车可以分为天然气客车与天然气货车。实际应用中，天然气乘用车几乎都是 CNG 汽车，且多为两用燃料汽车；而在天然气商用车领域中，CNG 和 LNG 汽车都普遍存在，其中 CNG 汽车同样多为双燃料汽车。 结合上述三种分类方式与实际应用情况，我们可以对天然气汽车做一个更为具体的种类划分，如下表所示： 华泰期货|天然气汽车专题 2018-08-31 3 / 14 表格 1：天然气汽车分类 按燃料储存状态划分 按燃料使用状况划分 按车辆用途划分 CNG 汽车 CNG/汽油两用燃料汽车 CNG/汽油两用燃料家用车 CNG/汽油两用燃料出租车 CNG/柴油双燃料汽车 CNG/柴油双燃料客车 CNG/柴油双燃料货车 LNG 汽车 LNG 单一燃料汽车 LNG 单一燃料客车 LNG 单一燃料货车 数据来源：公开资料整理 华泰期货研究院 图 1：CNG 乘用车 图 2：LNG 货车 数据来源：公开资料 华泰期货研究院 数据来源：公开资料 华泰期货研究院 中国天然气汽车历史回顾 作为一种较为清洁的能源，天然气早至上世纪 60 年代便在我国作为汽车燃料使用，到现在我国天然气汽车已历经近 60 年的时光。回顾历史，并参考中国汽车工程学会特聘专家李永昌先生的文章《中国天然气汽车的发展历程掠影》，我们可以大致将中国天然气汽车的发展华泰期货|天然气汽车专题 2018-08-31 4 / 14 轨迹分为 4 个阶段。 萌芽阶段（1960-1980） 我国天然气汽车萌芽于上世纪 60 年代的四川。1960 年，因汽油供给紧张，四川自贡便利用当地丰富的天然气资源作为汽车燃料，即在客货车上采用橡胶帘布制造的气包来盛装天然气，这种以天然气作为燃料的汽车被称为“气包车”。后来，泸州、宜宾、成都、重庆、中原油田（濮阳）、开封等地也曾先后效仿使用过气包车，气包车也为这些地区克服汽油短缺问题发挥了一定的积极作用。 同样是在 60 年代的四川，我国对天然气汽车的系统研究也拉开了序幕。1961 年左右，为响应国家科委制定的“天然气综合利用规划”，在四川省科委的牵头和组织下，四川省机械研究院、自贡汽研三站等单位开始了对天然气汽车（包括 CNG 汽车和 LNG 汽车）的研究，并在此后十多年的时间进行了大量天然气汽车的试验，取得了一定的进展。 1966 年，我国第一辆 CNG 汽车在自贡诞生；1971 年，我国第一辆 LNG 汽车在自贡诞生。 启动阶段（1980-1995） 80 年代开始，我国开始从国外学习和引进天然气建站改车方面的先进技术，并开始 CNG 汽车的生产和 CNG 加气站的建设。 1989 年，在自贡市荣县，我国第一个 CNG 加气站建成并投入使用。 1990-1995 年，全国多个地方开始了 CNG 加气站的建设与投产。截至 1995 年，我国共建有CNG 加气站 39 座，其中 24 座在四川；同时，全国 CNG 汽车保有量近 2400 辆，其中约 70%在四川。 在 CNG 汽车发展初见成果之际，我国也在开封、北京、绵阳、吉林等地继续开展着对 LNG汽车的研究、试验