货车,是城市场景中污染物和碳排放的主要排放源之一,但由于成本高、部分车型技术尚未成熟等原因,新能源货车目前的推广占比仍处于低位。以北京市为例,2021年新能源货车在公共领域车型中推广水平较低,新能源轻微型货车的市场渗透率仅为8% ,新能源重型货车的市场渗透率仅为3%[1]

随着国家新能源汽车购置补贴政策彻底退出,新能源货车推广政策也进入调整期:在经济激励上,很多城市新能源货车推广以燃料电池汽车示范应用的氢燃料电池车辆补贴为主[2];在路权政策上,针对纯电动轻型货车的推广政策以优先通行政策为主,但在有些城市,该政策对新能源货车数量增长的激励效果较为有限[3]。在一些城市,针对纯电动中重型货车的经济激励与路权政策均缺失。

中国城市须在补贴之外探索更多元的新能源货车推广措施,同时也要识别与应对推广过程中可能产生的潜在影响,如对城市货运与物流行业从业者生存与就业的影响等。为此,世界资源研究所(WRI)近期发布了《加速城市场景下新能源货车推广:北京实例分析及建议》(以下简称《报告》),以北京市为例,立足城市内运输场景(基于货车车型、货类与年里程分成12个类别),对新能源货车技术成熟度和成本方面的挑战进行分析,并提出有助于克服这些挑战的政策措施建议,供中国城市参考借鉴。

 

受技术因素影响,新能源货车在部分场景难实现与燃油货车1:1替代

《报告》指出,虽然新能源货车(特别是新能源轻型货车)的应用场景在逐步拓展,但受工况、气候因素、载货损失与补能时长等因素的影响,新能源货车尚且无法在在北京市长里程、重货运输或冷藏运输场景中与传统燃油货车实现1∶1替代。

以最大总设计质量为4.4904.495吨的轻型货车为例(以下简称“4.5吨轻型货车

在轻抛货运输场景下,受低温续航里程衰减影响,搭载86千瓦时纯电动轻型货车冬季只能满足160千米以内的配送需求[4]。《报告》显示,受低温续航里程衰减影响,在轻抛货长里程(日行驶里程300千米左右)场景下,纯电动轻型货车替代率高达1.32,也就是说需要1.3-2辆新能源货车才能替代一辆传统燃油货车。在重货运输场景下,同样的纯电动货车由于存在载质量损失,因此其替代率在1.21.8之间。氢燃料轻型货车虽然续航里程较高,其替代率在长里程场景下能保持在1左右,但由于目前载质量损失比纯电动货车更突出,因此,在重货运输场景下,其替代率达1.5

相较之下,纯电动轻型冷藏货车的替代率更高。纯电动冷藏货车需要制冷蓄冷耗电(例如制冷48℃范围内电耗可达1.53千瓦时/小时),搭载90千瓦时电池的轻型冷藏货车各季节续航里程都在160千米左右[4];此外,纯电动冷藏货车也受载质量损失影响,故其替代率在双重影响之下高达2。氢燃料冷藏货车续航里程受制冷机影响有限,主要受载质量损失影响,替代率为1.21.5

 

同一车型总拥有成本(TCO)受城市场景、运输货类影响显著

《报告》计算了受替代率影响的新能源货车与传统燃油货车的总拥有成本差异,包括替代率、车辆购置成本与使用年限内的运维成本等。结果显示,在当前(2023—2024年)北京的温度与工况条件下,同一车型在不同城市场景运输不同货类,TCO差异较大。

4.5吨纯电动轻型货车为例:
  • 在轻抛货运输场景下,纯电动轻型普通货车在中等里程(年里程3.5~4.5万千米)下已与燃油汽车实现TCO平价。然而,在长里程下,由于存在冬季续航里程衰减等问题,车辆替代率高,纯电动货车运营成本的优势在一定程度被抵消,导致纯电动轻型普货较燃油货车仍存在一定TCO缺口;
  • 在重货运输场景下,受载质量损失影响,纯电动普通货车的替代率比轻抛货场景更高(1.21.8),导致纯电动轻型普货较燃油货车TCO缺口较轻抛货场景进一步扩大。在冷链运输场景,受制冷电耗高影响,纯电动冷藏货车的替代率最高,不仅在技术上无法较好满足该场景的配送需求,在成本上也远高于燃油冷藏货车的总拥有成本。

与纯电动轻型货车不同,4.5吨氢燃料轻型货车在长里程轻抛货、冷链场景下具备技术优势,但TCO仍较高。如果仅依靠北京市市级氢燃料示范群补贴,氢燃料轻型货车不足实现与传统燃油轻型货车的TCO平价,仍有几万至十几万元/车的成本缺口。因此,为实现与燃油货车TCO平价,市、区两级氢燃料示范群补贴缺一不可。

在重型货车方面,若实现与传统燃油货车的1∶1替代,纯电动重型货车的TCO在大部分城市场景下仍高于柴油货车。相反,由于京津冀燃料电池汽车示范城市群对氢燃料重型货车的补贴力度高于氢燃料轻型货车,多数场景下氢燃料重型货车在获得市级补贴后,即可实现与柴油货车的TCO平价。所以,如果能解决氢燃料货车的加氢问题(通过合理布局加氢站),在京津冀燃料电池汽车示范城市群补贴水平下,氢燃料货车能有望成为目前有竞争力的新能源重型货车技术选项。

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来源:作者计算 | 图源:WRI

说明:

1. 误差线上限、下限分别代表 TCO 的最大值与最小值。对传统燃油货车与纯电动货车而言,柱状图的值(单一数据)代表的是 TCO 的中位数。对氢燃料货车而言,柱状图的值代表获得市级或市级与区级政府对氢燃料货车的全额补贴后的 TCO 中位数。

2. 短里程指年行驶里程为 9000 ~ 30000km,中等里程指年行驶里程为 36000 ~ 45000km,长里程指年行驶里程为 72000 ~ 90000km。

3. 氢燃料货车(大兴区、经开区)指该 TCO 为获得市区两级全额补贴后的 TCO。值得注意的是,由于运营补贴金额较高,部分运输场景下氢燃料货车的运营成本已为负数。

4. 轻抛货长里程情景,纯电动货车与传统燃油货车的替代率为 1.5:1。

 

在实际应用中,新能源货车遇到的技术与成本挑战更复杂

首先,由于货车经常需要跨场景运输,新能源货车技术与TCO缺口会受到短板场景所制约。《报告》调查显示,49%运输企业的货源不固定[5],从而导致线路不固定(短、中、长里程)、运输货类多元化(轻抛货、重货)等情况。因此,新能源货车推广相关政策制定与技术研发应关注短板场景;

其次,氢燃料货车TCO仍面临较大不确定性:一方面,受北京市燃料电池汽车示范应用项目先行示范区数量有限、补贴可能退坡等因素影响,氢燃料货车获得的补贴存在不确定性。以49吨氢燃料半挂牵引车为例,在无区级补贴的情况下,氢燃料半挂牵引车与柴油半挂牵引车的TCO差价可能达24万元/车;另一方面,氢燃料货车的成本竞争力还取决于是否有低成本的稳定氢源。在京津冀燃料电池汽车示范城市群最高12/千克的国家补贴[2]、市级最高10/千克的补贴下[6],北京市目前枪口加氢价格可降至30/千克(本研究测算基准)。但若枪口加氢价格上升到35/千克以上,即便在市、区两级补贴下,氢燃料货车也很难实现与燃油货车的平价;

再者,小微企业与个体户对新能源货车的技术了解有限、对成本更为敏感。《报告》对运输企业的调研结果显示,50%小微企业与个体户表示对新能源轻微型货车的技术不了解,这一比例远高于大中型运输企业(4%)。同时,大中型运输企业能够通过购买或自行搭建智慧物流信息系统,主动优化新能源货车的运营组织,降低新能源货车与燃油货车的替代率。对于小微企业与个体户而言,其车队数量少,缺乏运营、优化所需的车辆规模。在成本上,小微企业与个体户更倾向于选择购买二手传统燃油车。虽然纯电动货车与新售燃油货车已达到TCO平价,但仍远高于二手燃油车的TCO。此外,由于几乎无备用车,一旦新能源车辆出现故障,小微企业运营会受到较大影响。

 

图源:Pixabay

 

多管齐下,有利于减少政府财政投入

《报告》定量分析了四种不同需求侧政策对各运输场景下TCO的改进效果 :

  • 发放新能源货车购置/运营补贴;
  • 优化调整现行新能源货车优先路权政策;
  • 完善新能源货车充电/加氢基础设施;
  • 提高新能源货车最大允许总质量。

     

研究结果显示,综合施策,多管齐下,能以更少的政府补贴拉平纯电动货车与传统燃油货车的TCO。即便没有政府补贴,纯电动货车也能在多数运输场景下实现TCO平价。

在上述四种措施中,优化现行新能源货车优先路权政策——即鼓励夜间配送、严格限制传统燃油货车通行时间和区域,对弥合纯电动货车与燃油货车TCO差距的效果最为显著。本研究假设,如果更多纯电动货车能够服务城市中心,相对于无法服务城市中心的纯电动货车,单位载货里程收益能提升12[7]。在该假设下,优先路权政策可较大幅度地提升运输企业收益,抵消纯电动货车的TCO:即便无补贴,受益于优先路权政策,纯电动轻微型货车也已能在多数运输场景下实现与传统燃油货车TCO平价。

解决新能源货车载质量损失的有效途径之一,是提高新能源货车最大允许总质量。受该措施影响,在重货运输场景下,纯电动4.5吨普货与传统燃油货车的TCO缺口将从111万元/车下降至最高5万元/车。相较于政府提供新能源汽车推广补贴,或运输企业购买更多车辆上路,适当提高新能源货车最大允许总质量是降低重货场景新能源货车TCO较为有效的措施。

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图源:WRI

基于分场景的分析,《报告》提出如下多元措施,实现新能源货车的加速推广,减少政府财政投入,并对城市货运行业从业者生计产生影响:

分场景、差异化推广纯电动货车与氢燃料货车:

不同场景下,纯电动货车与氢燃料货车的技术成熟度不同,与燃油货车总拥有成本差也不同,应尽可能针对不同应用场景(例如轻型普货与冷链),给予纯电动货车与氢燃料货车差异化的政策导向,避免重复投资;

  • 优化调整现行新能源货车优先路权政策:

调整现行货车日间限行政策,包括要求市中心八个区放开对新能源物流车的区级限行要求;建立公平、透明的五环内日间货车通行证分配机制;进一步扩大新能源货车路权优势;限制传统燃油货车通行;择机出台近零排放区政策等。话语权较大的收货企业通常出于成本、货品安全等考虑,不愿夜间收货,导致北京市夜间配送效果欠佳,日间配送仍为主流。为此,建议面向城市中心区的重点收货企业搭建夜间诚信收货体系,鼓励夜间配送;

  • 提高新能源货车的最大允许总质量:

研究修订相关标准,如《公路货运车辆超限超载认定标准》[8]、《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》(GB 1589—2016[9],在满足最大轴荷的前提下,将新能源货车最大总质量限值提高12吨;

  • 采取适当经济激励措施填补成本差:

针对小微企业与个体户而言,建议允许小微企业与个体户在保留现有的燃油小客车车牌的同时,通过02万元/车的纯电动货车购置或租赁补贴,激励其车辆替换。此外,采取将老旧传统燃油货车置换为新能源货车等方式,避免过度提高补贴金额、刺激车队规模过度扩张或引入更多市场参与者,造成行业运力供给过剩,影响新能源货车推广;

  • 加大货车充电、加氢与停车设施供给:

加强现有充电桩与停车位改造,提升公共充电桩的充电电压与功率,降低充电站出入口限高,在货车密集运行的商圈、物流园区增加货车停车位、装卸区的施划与充电桩的建设;

  • 构建多级物流枢纽:

在规划方面,完善城市配送的三级节点网络体系,降低城市物流配送距离与车辆载货量,提高城市配送效率。

 

参考文献

[1]中国汽车技术研究中心车辆销售数据.

[2]财政部,工业和信息化部,科技部,发展改革委,国家能源局.2020.《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(财建〔2020394号)

[3]薛露露,陈轲.2023.近零排放区可行性研究:情景与风险分析. 世界资源研究所研究报告.

[4]根据新能源汽车国家大数据联盟分析的纯电动货车百公里电耗计算.

[5]根据本研究针对北京市运输企业的问卷调查得到.

[6]北京市经济和信息化局.2022.《北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施》(京经信发〔202263号).

[7] 货车帮司机平台. 不详. 《货车帮运费》. 见于 2023821.

https://www.huochebang.cn/.

[8]交通运输部,公安部.2017.《公路货运车辆超限超载认定标准》

[9]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.2016.《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、 轴荷及质量限值》