道路货运是中国综合交通运输体系的关键动脉,是国家物流系统的重要依托载体,也是交通领域降碳减污的重要突破口。2022年,货车在中国汽车保有量中占比9.5%,但它却排放了中国道路交通领域中91%颗粒物、84%氮氧化物和超50%的温室气体[1][2]。因此,在“双碳”目标之下,推广新能源货车,势在必行。

然而,高昂的成本、有待成熟的技术等,始终是横亘在推广之路上的重要阻碍。截至2023年底,新能源货车的市场渗透率仅有6%。作为经济运行的基础,物流行业的降本增效正成为中国提高经济运行效率的重要举措[3]。如何在推广新能源货车的同时,避免其高成本传导到国民经济各领域也十分关键。

2024年或将成为中国新能源货车推广加速的新起点。首先,全球包括磷酸铁锂在内的电池包价格急剧下降,特别是中国,电池包价格已跌入500-700/千瓦时区间[4][5]。虽然目前新能源货车的推广主要集中在城市运输场景与封闭的高频短倒场景[6],但随着技术进步与成本下降,新能源货车在更多场景推广将成为可能。同时,商业模式也在悄然转变。2022年,中国换电重卡的年销量快速崛起,甚至高于充电重卡的年销量。然而在高成本、运输业务不饱和、换电站标准不一等问题的掣肘之下,换电重卡增速从2023年开始放缓,并低于充电重卡的市场渗透率[7]

那么,哪些场景有前景在近期实现新能源货车的大规模推广?纯电动技术是否将更具成本竞争力?商业模式、政策激励等各类措施该如何助力新能源货车推广?

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为解答这些问题,必威在线登录 (WRI)发布了《新能源货车在城市和区域运输场景中的技术与经济可行性分析:以中国广东省为例》(以下简称《报告》),

报告
《新能源货车在城市和区域运输场景中的技术与经济可行性分析:以中国广东省为例》

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以中国新能源货车推广先进地区之一——广东省为例,定量分析了2030年前新能源货车(仅考虑纯电动货车与氢燃料电池货车)在城市内运输、区域运输(即城际中短途运输)、港口内运输及集疏港运输四个场景中的技术与经济可行性,并提出有助于新能源货车推广的措施,供其他地区参考。

1集疏港运输场景:最有潜力在近期实现纯电动货车推广

《报告》显示,若以新能源货车总拥有成本*TCO)与柴油货车TCO的平价时间作为新能源货车推广时机的判定条件,那么在无任何政策激励的情景下,新能源货车(含轻型货车、重型载货汽车与半挂牵引车,但自卸汽车除外)有望于2027年前,在城市内运输、港口内运输、集疏港运输场景中实现与柴油货车TCO平价,早于区域运输场景(2030年左右)。其中,相较于氢燃料电池货车,纯电动货车会更早实现TCO平价,更具成本竞争力。

*总拥有成本(Total cost of ownership,简称TCO):包括车辆的购置成本、融资成本、税费和保险、能源成本、维保成本、关键零部件(如电池包)更换成本,以及新能源货车因载质量损失产生的机会成本等。

在城市内运输场景中,纯电动货车(除自卸汽车外)之所以有望在2027年前实现与柴油货车的TCO平价,是因为在这些场景中,日运营里程要求不高、电池容量不大,且较多的怠速与频繁启停工况,有助于纯电动货车实现比柴油货车更低的能量消耗量[8]。同时,纯电动货车的TCO平价时间,也受运输货类影响:在运输轻抛货时,纯电动货车现在就可实现与柴油货车的TCO平价;在运输重货时,受到载质量损失影响,纯电动货车与柴油货车的TCO平价时间将推迟至20252027年。

在集疏港运输场景中,纯电动半挂牵引车将于2025年左右与柴油半挂牵引车实现TCO平价,这是近期最具电动化前景的场景——特别是考虑到目前纯电动货车在港口、城市运输场景中已得到应用,但在集疏港场景中推广数量较少[6]。到2030年,纯电动半挂牵引车的TCO甚至会比柴油半挂牵引车低30万元左右。其原因主要有两方面:一是公路集疏港场景单程运距多在300千米以内[9],运输起始点固定、时效要求不高。如果纯电动半挂牵引车搭载小容量的电池,能更早实现与柴油货车的TCO平价。二是此次研究考虑的是集装箱的运输,其多为轻抛货,新能源重卡的载质量损失相对有限。

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2小电池+好布局+长里程:纯电动货车降本增效“三大要义”

尽可能搭载大电量电池、利用运营结束时间充电(即一天一充),或许是人们眼中纯电动货车最经济的运营方法,实则不然。在一些运输时效性要求不高的场景中,如集疏港的部分场景,配置小容量电池,并结合充电桩布局与运营优化,实现一天两充,不仅能满足每天运营要求,更能降低纯电动货车的购置成本与TCO

例如,在集疏港运输场景中,如果运输企业采用小电池容量——搭载452千瓦时电池的纯电动半挂牵引车(即BET3002025年参数配置),可通过在停车场或运输中途进行一次的日间补电(即一天两充),就能满足日行驶里程300400千米的运营要求。相反,如果运输企业采用大电量电池、一天一充时,则需要搭载602千瓦时电池(即BET400),而大电池的纯电动牵引车购置成本更高(比BET300高出10万元左右),实现与柴油货车TCO平价的时间也会更晚。

值得注意的是,为支持小电池配置与运营模式,需要部署数量充足的充电基础设施,包括在港口附近、运输企业与客户工厂的停车场、物流节点等建设充电桩,并进行运营优化,确保纯电动货车在不影响运营的条件下,有足够的充电时间。

此外,提高车辆的年运营里程,也有助于缩小新能源货车与柴油货车的TCO差距。由于纯电动货车的能源成本比柴油货车低,所以其年行驶里程越长,更容易在近期与柴油货车实现TCO平价。然而,受货运市场运力过剩、运输业务量下降等影响,纯电动货车的年行驶里程会“缩水”,进而影响其与柴油货车的TCO平价时间。例如,在集疏港场景中,如果纯电动半挂牵引车的年行驶里程从9万千米降至6万千米,就将难以在近期实现与柴油车TCO平价。

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3能源价格、车辆能量消耗量、电池价格:多因素影响新能源货车推广进程

上述新能源货车与柴油货车的TCO平价时间的结论,均建立在特定能源价格、车辆能量消耗量与电池价格的假设上。若这三个假设发生变化,上述结论也会有变化。

由于能源供需波动、充电与加氢基础设施普及与利用率变化,能源价格在未来将呈现出较强的波动性与不确定性,进而影响新能源货车TCO的平价年份。

以集疏港场景为例,如果未来柴油价格维持在8.1/升,充电价格低于1.4/千瓦时,纯电动半挂牵引车(BET200)有望在2025年前就与柴油半挂牵引车实现TCO平价。但如果柴油价格从8.1/升降至6.5/升(即2019年平均水平)[10],充电价格在1.2/千瓦时,BET200TCO平价时间将从现在大幅推迟到2029年。

未来,为维持新能源货车的成本竞争力,有关部门在燃油价格下降时需考虑取采取适当措施,如取消现行燃油补贴、增加燃油税,提高新能源货车充电或加氢补贴,或提升补能设施的利用率。

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在不同行驶工况下(如频繁启停、高速运行、重载爬坡等),新能源货车实际能量消耗量存在巨大差异,进而影响其TCO平价时间[11]。例如,陕西省榆林市煤炭运输的案例显示,49吨纯电动半挂牵引车在重载爬坡工况下的能耗达到250千瓦时/100千米,而在空载状态下的能耗仅为115千瓦时/100千米[12]。目前,业内对新能源货车实际能耗的了解相对有限,叠加未来新能源货车能量消耗量改善步伐的不确定性,也将影响着对新能源货车TCO平价年份的判断。特别是随着第四阶段《重型商用车辆燃料消耗量限值GB 30510-2024》在2025年的实施,柴油货车的能量消耗量将进一步下降[13],因此,新能源货车能量消耗量的未来降幅将变得重要。建议有关部门收集与分析新能源货车在不同工况的实际能量消耗量,并考虑出台针对新能源货车能量消耗量的标准。

未来,电池价格的波动性与不确定性也会极大影响纯电动货车TCO的平价年份。《报告》主要参考的是2022-2023年磷酸铁锂电池包单价做预测,因此预测结果相对保守——2024年单价约为800/千瓦时、2030年约为680/千瓦时[14]。然而,鉴于动力电池价格在2024年发生骤降,若以此下调2024年电池包单价至500/千瓦时[4]——已低于《报告》中2030年的电池包预测值,纯电动货车有望在多数场景下(除区域运输的重货运输与日里程500千米的场景外)实现与柴油货车的TCO平价。因此,运输企业与有关部门需要以发展的思维看待新能源货车推广,避免用过去技术/价格来判断、评估当下与未来。

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4商业模式需及时更新,新能源货车租赁大有前景

根据《报告》,即便新能源货车2030年前在部分场景有望实现与柴油货车的TCO平价,其购置成本(即市场售价)仍高于柴油货车。这可能是由于中国市场柴油货车购置成本较低。例如,中国的柴油半挂牵引车(不含挂车)零售价格约为30多万元,为美国Class 8柴油牵引车零售价格的三分之一[15]。所以,即便在2030年纯电动半挂牵引车(如BET300)的购置成本已低于美国Class 8柴油牵引车的购置成本,但在中国市场上,仍高于柴油牵引车的购置成本。

要降低新能源货车初期购置一次性的费用支出(包括购置成本、税费与车辆融资成本等),需要商业模式的支持,将车辆价格贬值、货运市场波动等风险,分摊到适宜的主体。例如,新能源货车的整车租赁或车电分离(结合电池租赁)等创新模式,就能发挥重要作用——在这些模式下,运输企业按月或按使用强度向租赁平台企业支付租金,由租赁平台企业(有货源的企业、主机厂等)购置与持有车辆或电池。

然而,由于新能源重卡购置成本高、个体运输户信用风险较高,目前新能源重卡的租赁业务相对有限。为推广这些商业模式,有关部门与金融机构需要提供更多“去风险”的举措,如鼓励租赁平台采用绿色金融或混合融资,为其租赁业务提供税收优惠与灵活折旧等政策支持,以及考虑为个体运输户的租赁业务提供第一损失担保,对冲相关风险等[16][17][18]

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5有为政府+有效市场:多措并举提振新能源货车成本竞争力

与单项政策相比,政策组合更能推动新能源货车尽早实现与柴油货车的TCO平价。此次《报告》研究的政策组合包括新能源货车购置补贴、税费减免、能源充电/加氢补贴、优先路权、减少高速收费、提高最大设计总质量、碳价与降低融资成本等,对纯电动货车提早实现TCO平价的作用更明显。

《报告》显示,如果实施政策组合,纯电动货车将在多数运输场景中于2025年前实现与柴油货车的TCO平价,比无政策激励时的TCO平价时间提前了09年。相比之下,即便比纯电动有更多的购置补贴,氢燃料电池货车在多数场景下将于2028年前实现与柴油货车的TCO平价,比同等场景下纯电动货车的TCO平价时间晚06年。

除政策激励外,货主企业的支持及货运行业的健康发展也对新能源货车的推广有重要作用。例如,在货运运力过剩、行业利润下降期,运输企业会缩小车队规模,选择不置换或不新增新能源货车。因此,新能源货车的推广,需要政府、行业与物流链条上的各类企业通力合作。

参考文献

[1]生态环境部. 2023.中国移动源环境管理年报(2023

[2]生态环境部. 2020.中国移动源环境管理年报(2020

[3]交通运输部,国家发展改革委. 2024.交通物流降本提质增效行动计划(交运发〔2024135)

[4]集邦咨询. 2024.中国锂离子电池产业链主要产品价格

[5]Bloomberg. 2024. Chinas Batteries Are Now Cheap Enough to Power Huge Shifts

[6]深圳市协力新能源与智能网联汽车创新中心. 2022.深圳市重型货车电动化推广应用实施方案及综合效益评估

[7]根据中国汽车技术研究中心车辆销售数据

[8]加州空气资源委员会(CARB. 2018. Battery Electric Truck and Bus Energy Efficiency Compared to Conventional Diesel Vehicles

[9]宋炳良,肖祥鸿,任声策. 2011.上海现代航运集疏运体系完善的对策研究

[10]东方财富网.时间不详.汽柴油历史调价信息

[11]Alonso-Villar, A., B. Davíðsdóttir, H. Stefánsson, E.I. Ásgeirsson, and R.Kristjánsson. 2023. Electrification Potential for Heavy-Duty Vehicles in Harsh Climate Conditions: A Case Study Based Technical Feasibility Assessment

[12]牛天林,朱格仪. 2024.道路货运电动化之路:陕西省榆林市49吨纯电半挂牵引车案例

[13]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会. 2024. GB 30510-2024重型商用车辆燃料消耗量限值

[14]陈轲,薛露露. 2024.新能源货车在城市和区域运输场景中的技术与经济可行性分析:以中国广东省为例

[15]Xie, Y., H. Basma, and F. Rodríguez. 2023. Purchase costs of zero-emission trucks in the United States to meet future Phase 3 GHG standards

[16]Sankar, N., S. Vasudevan, R. Modwel, A. Khandelia, S.N. Albal, A. Bagga, K.Ayapilla, et al. 2022. Driving Affordable Financing for Electric Vehicles in

India.

[17]Kok, I., M.R. Bernard, Y. Xie, and T. Dallmann. 2023. Accelerating ZEV Adoption in Fleets to Decarbonize Road Transportation.

[18]Coyne, R.G., G.J. Vera, M. Monterrubio, J. Jimenez, A. Cerezo, and T. Garduno.2023. Expanding Access to Financing for Zero-Emission Trucks in Latin America and the Caribbean.