维度:一是新能源货车在运营中能否克服续航里程不足或载质量损失等问题;二是新能源货车的购置成本(即车辆市场售价)与初期购买时的一次性费用支出(包括购置成本、税费与融资成本等)是否可负担;三是新能源货车是否能够实
因此,本文从上述影响运输企业购置新能源货车决策的变量出发,试图回答以下问题:一是目前城市运输与区域运输场景下,新能源货车在技术与成本上面临哪些挑战?二是近期应重点在哪些运输场景推广新能源货车?这些运输场景适宜采取哪种新能源技术路线?三是政府与企业应采取哪些措施——包括政策激励、技术进步、商业模式推广与运营优化,才能解决新能源货车的技术与成本挑战?
新能源货车的技术与运营可行性:本文分别分析现状新能源货车技术可行性,以及未来如何通过设置新能源货车关键零部件的参数(如电池包额定容量、电机峰值功率等),满足MY2022—MY2030期间不同运输场景差异化的运营要求。
▪新能源货车购置成本:本文基于关键零部件(如电池包、电驱动系统、燃料电池系统和储氢瓶等)的现状与未来预测成本,“自下而上”地计算新能源货车MY2022—MY2030的购置成本。其中,新能源货车关键零部件成本预测主要基于各零部件的学习曲线)(即随着各零部件累计产量的增长,其单位生产所带来的成本相应下降)。基于文献与行业预测,本文进一步验证并调整关键零部件与车辆购置成本的预测结果。
一、即便无政策激励,港口内运输、集疏港运输和城市运输场景中,新能源货车有望在MY2027之前实现与燃油货车的TCO平价,早于区域运输场景中新能源货车的TCO平价时间。
1.无政策激励时,港口内运输、集疏港运输和城市运输场景中,纯电动货车(除自卸汽车外)将于MY2027之前实现与燃油货车的TCO平价,早于氢燃料电池货车的TCO平价时间。
这些场景中,纯电动货车能够较早实现TCO平价的原因是:纯电动货车在这些场景中需要频繁启停和怠速,实现比燃油货车更低的能量消耗量。具体结果如下:
▪在港口内运输、集疏港运输和城市运输场景中,42吨纯电动半挂牵引车在MY2025之前,有望实现与燃油货车的TCO平价,成为近期最具电动化潜力的场景。此处,本文假设深圳市与佛山市的42吨半挂牵引车主要运输轻抛货,不存在新能源货车载质量损失导致
较高TCO的问题。值得指出的是,在集疏港运输场景中,若纯电动半挂牵引车与柴油货车在MY2025之前实现TCO平价,运输企业要协同纯电动半挂牵引车的参数配置、充电基础设施规划与车辆运营,包括为纯电动半挂牵引车配置更小容量的电池包、部署相应数量的快充基础设施、协调纯电动半挂牵引车的运营与充电时间(如在装卸货等待时间、进港等待时间或司机休息时间进行日间补电)、提高纯电动半挂牵引车的年运营里程。
▪在城市运输场景中,4.5吨纯电动轻型普通货车与18吨纯电动载货汽车有望在MY2027之前实现与燃油货车的TCO平价。其中,在运输轻抛货时,这些纯电动货车在近期(即MY2022—MY2023)就能实现与燃油货车的TCO平价;但在运输重货时,由于受到新能源货车载质量损失的影响,这些纯电动货车的TCO平价时间将推迟至MY2025—MY2027。
▪31吨纯电动自卸汽车存在突出的载质量损失问题,相较同场景的其他车型,更晚才能实现与燃油货车的TCO平价(在MY2029左右)。
相较之下,在区域运输场景中,新能源货车与燃油货车实现TCO平价的时间比城市运输、港口内运输与集疏港运输场景更晚,在MY2028—MY2030左右。其中,氢燃料电池货车是具备TCO竞争力的新能源货车技术——其与燃油货车实现TCO平价的时间比纯电动货车更早。其原因是燃油货车在高速工况的能量消耗量比城市工况更低;相反,纯电动货车在高速工况上的能量消耗量比城市工况更高,因此,纯电动货车在区域运输场景中(以高速工况为主)的能效优势较小。但有必要注意一下的是,受数据限制,本文未区分氢燃料电池货车在城市与高速工况的能量消耗量,因此,可能给予氢燃料电池货车在区域运输中更大的能效与成本优势。无政策激励时,不同运输场景新能源货车实现与燃油货车TCO平价的年份如图ES-1所示。
上述新能源货车与燃油货车实现TCO平价时间的结论,建立在特定的能源价格前提下,包括2022—2030年,柴油价格维持在2022年8.1元/升的年均水平,充电价格(含电价与充电服务费)维持在1.2元/千瓦时的水平,氢气价格则从2022年的的55元/千克线元/千克。然而,如果未来能源价格发生任何波动,上述新能源货车的TCO平价年份也将发生明显的变化。例如,如果未来
2019年中等水准(即6.5元/升),而充电价格上升至1.4元/千瓦时,集疏港运输场景与城市运输场景中,42吨纯电动半挂牵引车与18吨纯电动载货汽车与燃油货车实现TCO平价的时间将推迟至MY2030左右。类似地,如果柴油价格降至2019年中等水准(即6.5元/升),即便氢气价格保持不变,区域运输场景中,氢燃料电池货车也无法在MY2030之前与燃油货车实现TCO平价。因此,如果未来燃油价格下降,有关部门有必要考虑取消现行燃油补贴(
),增加燃油税(OECD 2022),提供新能源货车充电或加氢补贴,以维持新能源货车的TCO成本竞争力。如果2030年氢气价格高于30元/千克,有必要在上述措施基础上考虑提供氢燃料电池货车加氢补贴。二、采取本文假设的政策组合,新能源货车在多数场景中将提前与燃油货车实现 对缩短纯电动货车的TCO TCO
本文分析的政策组合是可量化的(国家和地方)政策,包括:新能源货车购置补贴(仅针对氢燃料电池货车)、税费减免、能源(充电与加氢)补贴、碳价、新能源货车优先路权、减免新能源货车高速收费、提高新能源货车最大设计总质量,以及降低新能源货车融资成本(即给予新能源货车更优惠的贷款利率)。1.与单项政策相比,在本文的政策组合下,新能源货车能更快实现与燃油货车的
平价。多数场景中,纯电动货车在MY2025之前就能实现与燃油货车的TCO平价,比无政策激励的情况提前0~9年。相较之下,氢燃料电池货车与燃油货车的TCO平价时间提前幅度有限:即便提供比纯电动货车更多的补贴,氢燃料电池货车与燃油货车实现TCO平价的时间也只能在MY2028之前,比无政策激励的情况仅提前3~6年。在多数场景中,纯电动货车实现TCO平价的时间比氢燃料电池货车要早0~6年,成为政策激励下最有成本竞争力的新能源技术选项。2.本文中假设的新能源货车税费减免、能源(充电与加氢)补贴、优先路权、减免高速收费、降低融资成本与提
TCO。鉴于中国目前的碳价较低,只有碳价政策对缩短新能源货车与燃油货车TCO平价时间的作用有限。各项政策对降低新能源货车TCO的作用与运输场景相
▪本文中假设的新能源货车购置税、车船税减免与能源(充电与加氢)补贴政策,对弥合新能源货车与燃油货车的TCO
运输场景;▪新能源货车优先路权政策对区域运输、集疏港运输场景更有效。这是因为本文假设优先路权政策有助于减
由于区域运输、集疏港运输这两个场景中的车辆行驶里程都较长,因此,优先路权政策更有效;▪减免新能源货车高速收费,对区域运输和集疏港运输场景中,降低42
TCO有更好的效果。这是因为42吨半挂牵引车在这两个场景中的高速行驶里程占总里程的比例较大,且因轴数较多,单位里程的高速收费更高;▪提高新能源货车最大设计总质量政策(即给予新能源货车的车货总重某些特定的程度的豁免)能够大大降低新能源货车在重货运输场景下的
;▪降低新能源货车融资成本(即给予新能源货车更优惠的贷款利率)有助于城市运输场景下缩短新能源货车实现与燃油货车
平价的时间。3.对氢燃料电池货车,在本文假设的所有政策中,购置补贴对降低其
最为有效。但有关部门应避免购置补贴导致的货车运力过剩问题。在本文假设的氢燃料电池货车购置补贴政策下,所有场景中的氢燃料电池货车都将有望在MY2026—MY2030实现与燃油货车的TCO平价,最多比无政策激励的情况提前2年。有必要注意一下的是,若政府提供大量购置补贴刺激新车销售,可能扰乱货车运力供给,降低新能源货车的成本竞争力(Pers. Comm. 2023a)。因此,政府应避免提供高额购车补贴,而应考虑置换补贴或其他非补贴措施(如新能源货车优先路权政策)。
也同样重要。1.创新商业模式(如新能源货车租赁模式)推广有助于降低新能源货车初期购买时的一次性费用。
TCO平价,但其购置成本仍高于燃油货车。例如,本研究表明,到MY2030,新能源货车的购置成本仍比燃油货车高出53%~322%。为减轻运输企业(特别是小微运输企业)新能源货车初期购买时的一次性费用,并将购置与持有风险分摊给适宜的主体(如新能源货车租赁企业及平台、主机厂、金融机构等),可考虑推广新能源货车经营性租赁等创新
未来,如果在更多场景中推广新能源货车创新商业模式,政府部门与金融机构等应采取更多支持性的措施,包括但不限于:帮助租赁平台降低新能源货车贷款首付比
混合融资,为其租赁业务提供税收优惠与灵活折旧等,以及考虑为小微运输企业的租赁业务提供第一损失担保,对冲相关风险等(Sankar et al. 2022; Kok et al. 2023;Coyne et al. 2023)。部分场景下MY2030新能源货车与燃油货车的购置成本差异如图ES-3所示。2.在集疏港运输等场景下,运输企业可通过选择小容量电池、日间充电与运营优化等措施,降低纯电动货车的
场),并在比较小的区域范围内运营,因而,具备条件的运输企业可选择电池容量较小的纯电动半挂牵引车,并部署足够多的快充基础设施,实现“一天多充”,以此来降低纯电动货车购置成本与TCO。为支持小容量电池的纯电动货车,相关企业要对充电基础设施布局与运营分别来优化,包括在运输的起始地/
量的快充基础设施,保障充足的停车位数量与电网容量(Kotz et al. 2022);此外,运输企业也需要协调纯电动半挂牵引车的运营与充电时间(如利用装卸货等待时间、进港等待时间或司机休息时间进行日间补电),并提高纯电动半挂牵引车的运营效率(包括年运营里程)。3.加快技术进步也有助于降低新能源货车的
未来,纯电动货车TCO下降将主要是依靠电池成本下降、新能源货车能量消耗量改进以及载质量损失改善,氢燃料电池货车TCO下降将主要是依靠燃料电池系统成本与氢气价格的下降。4.设计广泛适用的纯电动货车。不同场景下,纯电动
及运输企业采购适合的纯电动货车带来挑战,尤其是考虑到运输企业(特别是小微运输企业)常常要跨场景运营的情况(TUC 2022b)。因此,主机厂有必要设计广泛适用的纯电动货车,以满足常见场景的大部分运营要求。为设计广泛适用的纯电动货车,建议有关部门收集目前在运营的燃油货车分车型、分场景的日行驶里程信息,并与主要的行业相关方(如主机厂)分享,用于车辆设计。五、本文的研究结论仅适用于与深圳市、佛山市具有近似特
读者应谨慎将文中结论用于中国其他城市。例如,本文分析显示,同为集疏港运输场景,唐山市49吨BET100半挂牵引车在MY2022就已实现与柴油半挂牵引车的TCO平价,比本文中深圳市42吨BET200半挂牵引车实现TCO平价的时间更早,如图ES-4所示。返回搜狐,查看更多
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