李新波

近年來(lái)，天然氣由于價(jià)格低廉、使用經(jīng)濟(jì)性好，成為各類(lèi)運(yùn)輸企業(yè)青睞的燃料。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)中重型天然氣商用車(chē)(包括中重型卡車(chē)及大中型客車(chē))已經(jīng)成為各主流企業(yè)重點(diǎn)拓展的細(xì)分市場(chǎng)，銷(xiāo)量從2007年的5 628輛快速發(fā)展到2011年的2萬(wàn)9 971輛。那么，天然氣商用車(chē)相對(duì)于普通柴油動(dòng)力車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性到底好多少，體現(xiàn)在哪些方面，在使用維護(hù)方面有什么特別要求呢？本文結(jié)合實(shí)例，將天然氣車(chē)輛與柴油機(jī)車(chē)輛的總成本費(fèi)用進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比和綜合分析，以期幫助用戶在購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛時(shí)有較為直觀的認(rèn)識(shí)。

初期購(gòu)置價(jià)格較貴

天然氣車(chē)輛與柴油車(chē)輛的主要差異在于發(fā)動(dòng)機(jī)及燃料供給方面，其他諸如駕駛室、底盤(pán)、內(nèi)飾等部件沒(méi)有區(qū)別。發(fā)動(dòng)機(jī)及燃料供給裝置的差異導(dǎo)致天然氣車(chē)輛與普通柴油車(chē)輛存在一定的價(jià)格差。一般情況下，同功率的天然氣商用車(chē)比柴油動(dòng)力商用車(chē)購(gòu)置價(jià)格高出2萬(wàn)～7萬(wàn)元。如表1所示，同為279 kW的牽引車(chē)，重卡企業(yè)A的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)型比柴油機(jī)車(chē)型貴出2萬(wàn)～4萬(wàn)元；而重卡企業(yè)B的天然氣牽引車(chē)比柴油機(jī)牽引車(chē)貴出6萬(wàn)多元。

經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)一般比同功率的柴油機(jī)價(jià)格高出1萬(wàn)～3萬(wàn)元(見(jiàn)表3)；取決于氣瓶的數(shù)量和容量，中重型商用車(chē)氣瓶的總價(jià)格在3萬(wàn)～6萬(wàn)元，例如1個(gè)450 L的LNG氣瓶?jī)r(jià)格約3萬(wàn)4 700元。

表1 重卡企業(yè)A天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)車(chē)型價(jià)格差異

表2 重卡企業(yè)B天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)車(chē)型價(jià)格差異

表3 柴油機(jī)與氣體機(jī)產(chǎn)品價(jià)格差異

后期使用費(fèi)用分析

在發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量穩(wěn)定，不出現(xiàn)氣缸、活塞或缸體損壞而帶來(lái)大修的情況下，車(chē)輛使用費(fèi)用主要包括燃料的消耗費(fèi)用以及維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用(包括車(chē)輛維護(hù)費(fèi)用和氣瓶維護(hù)費(fèi)用)。

1.燃料消耗費(fèi)用

天然氣的低熱值為36.22 MJ/m3，零號(hào)柴油的低熱值為38.44 MJ/m3。如果不考慮燃燒效率，單從熱值上來(lái)算，1 m3天然氣相當(dāng)于0.942 L零號(hào)柴油。雖然天然氣的熱值較高，但是天然氣與空氣形成混合氣的熱值比柴油的混合氣熱值低10.5%，這其實(shí)也是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降的主要原因。天然氣作燃料時(shí)，燃料本身的體積在整個(gè)進(jìn)氣中占有較大比例，導(dǎo)致進(jìn)入到氣缸的空氣減少，充氣系數(shù)下降。天然氣主要成分甲烷的火焰?zhèn)鞑ニ俣缺炔裼偷?2%，使發(fā)動(dòng)機(jī)總?cè)紵谠鲩L(zhǎng)，氣缸內(nèi)壓力和溫度上升緩慢，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。

根據(jù)以上的分析和發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)的數(shù)據(jù)，1 m3天然氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的熱值相當(dāng)于0.75～0.8 L零號(hào)柴油產(chǎn)生的熱值，即1 L柴油相當(dāng)于1.3 m3天然氣。以此為基礎(chǔ)，可以推算出氣體發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)的使用經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)然，由于氣源地的差異，天然氣的平均熱值也有差異(見(jiàn)表4)。

根據(jù)表5的分析，1輛11 m天然氣城市公交車(chē)平均每年節(jié)省燃料費(fèi)用5萬(wàn)2 958元，1輛天然氣牽引車(chē)(總質(zhì)量40 t)每年節(jié)省燃料費(fèi)用8萬(wàn)9 367元。當(dāng)然，這是在天然氣價(jià)格低于柴油價(jià)格的前提下進(jìn)行的分析。值得注意的是，如果未來(lái)油氣聯(lián)動(dòng)的天然氣價(jià)改實(shí)施，當(dāng)1.3 m3天然氣的價(jià)格與1 L零號(hào)柴油的價(jià)格相同時(shí)，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)就微乎其微了。

表5 天然氣與柴油機(jī)商用車(chē)輛使用經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

表6 玉柴YC6L260N-40天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用(10萬(wàn)km)

表7 天然氣汽車(chē)的氣瓶檢測(cè)費(fèi)用情況

表8 我國(guó)重卡的氣瓶布置形式及檢測(cè)費(fèi)用

表9 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)車(chē)輛總成本費(fèi)用對(duì)比分析

2.車(chē)輛維護(hù)費(fèi)用

氣體發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油機(jī)的主要區(qū)別在點(diǎn)火系統(tǒng)。目前天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)采用的點(diǎn)火系統(tǒng)和ECU大多采用的是國(guó)外技術(shù)或產(chǎn)品，可靠性較好。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)正常保養(yǎng)與柴油機(jī)的維護(hù)費(fèi)用總體相差不大，但在點(diǎn)火控制部件的維護(hù)方面有較大不同。

例如玉柴YC6L260N-40天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其整機(jī)出廠時(shí)匹配日本電裝公司火花塞，后期維護(hù)時(shí)為減少費(fèi)用也可匹配國(guó)產(chǎn)火花塞。點(diǎn)火系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用如表6所示。可以看出，進(jìn)口火花塞使用壽命較長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，但價(jià)格較高，一般可以在行駛10萬(wàn)km后檢查更換。同時(shí)，為減少使用成本，用戶也可選用價(jià)格便宜的國(guó)產(chǎn)火花塞(如湘火炬)，但可靠性較差，約5萬(wàn)km就必須更換，增加了維護(hù)的次數(shù)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火線圈可靠性較好，一般可以運(yùn)行到10萬(wàn)km之后更換，每套價(jià)格約400元。綜合來(lái)看，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用平均為3 000～4 000元/年。

3.氣瓶維護(hù)費(fèi)用

依據(jù)國(guó)務(wù)院《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》及GB 17258—1998《汽車(chē)用壓縮天然氣鋼瓶》的法規(guī)要求，須定期對(duì)車(chē)載氣瓶進(jìn)行強(qiáng)制檢測(cè)。檢測(cè)周期為前2次檢測(cè)每隔3年進(jìn)行一次，以后每隔2年檢測(cè)一次。而對(duì)車(chē)載氣瓶的檢測(cè)、拆裝、運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)還必須由國(guó)家核準(zhǔn)具備專(zhuān)業(yè)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)或單位來(lái)進(jìn)行。由于一些城市尚無(wú)此類(lèi)具有資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，公路客運(yùn)企業(yè)需將車(chē)載氣瓶送到有檢測(cè)資質(zhì)的城市去檢測(cè)。氣瓶的檢測(cè)費(fèi)用因地域的不同而變化，但差異不大。以山東省為例，車(chē)載氣瓶的單次檢測(cè)費(fèi)用如表7所示。

4.總成本費(fèi)用

總成本費(fèi)用包括了購(gòu)置費(fèi)用、燃料消耗費(fèi)用、使用維護(hù)費(fèi)用等多個(gè)部分。天然氣車(chē)輛的總成本費(fèi)用分析如表9所示。

從以上分析可以看出：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)客車(chē)在運(yùn)行1年時(shí)，總成本費(fèi)用與柴油機(jī)客車(chē)大體相當(dāng)，不但可以收回車(chē)輛購(gòu)買(mǎi)時(shí)多付的成本，還能多節(jié)省6 200元；天然氣卡車(chē)運(yùn)行1年時(shí)，也可以收回購(gòu)買(mǎi)時(shí)多付的部分，而且總成本費(fèi)用比柴油機(jī)卡車(chē)多節(jié)省約1萬(wàn)5 000元。因此，車(chē)輛的油耗越高，使用時(shí)間越長(zhǎng)，天然氣車(chē)輛的總成本費(fèi)用會(huì)越低，經(jīng)濟(jì)性越明顯；用戶在購(gòu)買(mǎi)天然氣商用車(chē)時(shí)，也應(yīng)根據(jù)使用情況按需選擇。