零排放货车实际应用案例：中国海南省偏置码头牵引车和混凝土搅拌车
www.theicct.org communications@theicct.org@theicct.org 工作报告2024年4月零排放货车实际应用案例：中 国 海 南 省偏置码头牵引车和混凝土搅拌车作者: 牛 天 林 ，崔 洪 阳 ，解 奕 豪（ 国 际 清 洁 交 通 委 员 会）；郭 国 柱（ 海 南 省 新 能 源 汽 车 促 进 中 心 ）；吴 松 ，李洪庆（中国汽车技术研究中心）关键词: 重型车电动化, 零排放重卡，总拥有成本，换电技术，海南概要2023年7月，海南省印发了《海南省新能源汽车推广中长期行动方案（2023-2030年 ）》（ 以 下 简 称《 行 动 方 案 》）1。其中，新能源汽车包括纯电动汽车，插电混合动力汽车和氢燃料电池汽车。如表1所 示，海 南 省 将 道 路 车 辆 分成了11个 类 别 ，并在《行动方案》中对大部分类别提出了逐步达成100%新能源汽车销量的时间线，但并未将重型货车包含其中。虽然海南省《行动方案》明确了重型货车也需要加速新能源技术转型，但并没有制定清晰的销量目标。《行动方案》指出，新能源重卡的销量目标会视情况逐年制定，并在单独的政策文件中提出，以此巩固海南在全国新能源重卡部署应用方面的领军地位。1 《海南日报》, 海南印发新能源汽车推广中长期行动方案，新华社，2023年9月，详 见：h t t p : // h q . n ew s . c n / 20230809/6e473834f1054d53a3befd6830d76564/c.html© 2024 INTERNATIONAL COUNCIL ON CLEAN TRANSPORTATION (ID 149)鸣谢：本 项目由 国 际 气候 倡 议（IKI）项目资助，IKI项目由德国联邦环境部和联邦外事办公室发启，现由德国联邦经济事务与气候行动部负责牵头开展工作。作者在此特别感谢国际清洁交通委员会（ICCT）同事 毛世 越、金伶芝、HusseinaBasma和FelipeaRodríguez对本文的审阅并提出建设性意见。对于本报告中的任何错误疏漏，皆由作者承担相关责任。我们也感谢JenniferaCallahan、LoriaSharn、Valerie Scheckler以及D’Errah Scott在报告编辑和排版设计方面所提供的支持。 2ICCT 工作报告 | 零排放货车实际应用案例：中国海南省偏置码头牵引车和混凝土搅拌车表1 海南省2022年新能源汽车销量占比及未来销量目标车辆类型2022年新能源汽车实际销量占比 (%)2025年新能源汽车销量目标 (%)2030年新能源汽车销量目标 (%)乘用车私家车4160100公务车100100100出租车100100100网约车100100100租赁车100100100客车公交车100100100旅游客车2.350100城际客车6950100货车环卫车6.560100轻型货车 (< 4.5t)37100100中重型货车 (≥ 4.5t)15N /AN /A参考: 《海南省新能源汽车推广中长期行动方案（2023-2030年）》; 中国汽车技术研究中心(C ATARC) 从市场销量来看，2022年海南省半挂牵引车新车的电动化渗透率达到了20%，在全国各省市中列居第二，其中大部分纯电动半挂牵引车都应用了换电技术，单就换电半挂牵引车而言，海南的市场渗透率高居全国第一。我们同时也注意到，压缩天然气 (CNG) 和液化天然气 (LNG) 半挂牵引车在海南同样有很高的销量，2022年销量占比超过了50%。此外，水泥行业常见的混凝土搅拌车在海南也有很高的电动 化 渗 透 率 ，在 全 国 各 省 市 中 最 高 ，且2022年新销售的纯电混凝土搅拌车有一半应用了换电技术。 表2 2022年海南省半挂牵引车和混凝土搅拌车销量（按燃料类型划分）燃料类型销量（辆）渗透率 (%)渗透率全国排名半挂牵引车(准牵引总质 量>40吨)柴油1212829纯电动(总量/可换电)84/620/182/1天然气（CNG和LNG）220514甲醇413混凝土搅拌车柴油261231纯电动(总量/可换电)191/918 8/4 21/1参 考：北 龙 泽 达 科 技 有 限公司（ZEDATA）：http://www.zedata.cn/本次研究在两类应用场景下，对海南省纯电换电重卡的实际道路运营情况进行了调研，并基于车辆实际运营状况，从投资成本（CapEx）、运 营 成 本（OpEx）和 利润表现等层面入手，评估了纯电重卡的总拥有成本（TCO）和经济效益。在研究成果基础上，就如何推动海南省重型货车向零排放化过渡转型形成了一些政策建议。 3ICCT 工作报告 | 零排放货车实际应用案例：中国海南省偏置码头牵引车和混凝土搅拌车应用场景调研2023年，研究团队调研走访了洋浦港的小铲滩集装箱码头，参观了集装箱港内的运输作业情况(图1)。小铲滩码头全年的集装箱吞吐量约146万 标 箱 ，由 物 流 公 司提供提供的36辆纯电动偏置码头牵引车来承担全部集装箱运输工作。图1 海南省纯电动偏置码头牵引车 国际清洁交通委员会牛天林 摄研究团队另调研了华生和鑫海两家水泥厂(图2)。两家水泥厂均使 用了50辆左右的纯电混凝土搅拌车来承担混凝土运输工作。纯电混凝土搅拌车分属于两家物流货运公司。图2 纯电动混凝土搅拌车 国际清洁交通委员会牛天林 摄此次研究所用的大部分信息都是通过走访车主或运营商获取的，包括车辆售价、实际能耗、行驶里程、运营成本等。通过对重卡换电站开展调研，研究团队了解了车辆的实际换电过程和海南当地的换电价格。此外，团队还通过参与换电重卡的实际运营，了解了港内集装箱短倒和混凝土运输的实际道路工况。 4ICCT 工作报告 | 零排放货车实际应用案例：中国海南省偏置码头牵引车和混凝土搅拌车货车技术规格和实际运营参数表3列出了两个应用场景下的车辆活动水平、能耗和运费差异。针对港内集装箱短倒运输，我们对柴油、纯电和LNG偏置牵引车的能耗进行了对比。其实当前港内的偏置码头牵引车已实现全部电动化，此处引入内燃机技术车辆进行对比是为了令研究分析结果更加完整。同样，对于混凝土搅拌车辆，我们也对比了柴油、纯电和LNG三 类 技术。研究主要针所调研的两个水泥厂之一开展，目前该厂仍在同时使用柴油和纯电搅拌车，LNG车辆自2021年起已停止使用。此外，我们还引入了氢燃料电池混凝土搅拌车来进行技术路线分析，虽然尚没有氢燃料搅拌车正式投入使用，但地方管理机构正在考虑这一零排放技术路线的可行性。表3海南两个换电重卡实际应用场景信息港内集装箱短倒混凝土运输单次里程0.5 - 1 km (往返全程) 20–60 km (往返全程) 每日趟次10 0 –1 5 010–20年均活动水平35,000 km60,000 km预期服务年限12年5年运费a~¥30/km~¥20/km柴油重卡能耗b 40 L/100 km (空载)70 L/100 km (满载)30 L/100 km (空载) Full load: 60 L/100 km (满载)纯电重卡能耗c120 kWh/100 km (空载)300 kWh/100 km (满载)140 kWh/100 km (空载)180 kWh/100 km (满载)LNG重卡能耗d平均：60 kg/100 km平均：50 kg/100 km氢燃料电池重卡能耗e—平均：12.5 kg/100 kma 运费由物流公司（车主）向货主收取，运费来自于车主提供信息，是一个大致的范围，基于不同情况会有变化。b 柴油重卡能耗是车主基于实际使用情况估算的。 c 纯电重卡能耗是基于实际运行中获取的电量变化（SOC）和行驶里程估算的。 d LNG重卡能耗是基于车主实际使用情况估算的。 e 氢燃料电池重卡能耗是基于实际工况进行能耗模拟获取的。 表4和表5展示了两个应用场景中我们调研或参考的所有货车的技术参数。对于已不再使用的柴油和LNG重卡，我们参考了最新的相关车型。对于氢燃料电池车混凝土搅拌车，我们选取了相同车企生产且已经商业化应用的车型作为参考。两个场景中的纯电重卡都是换电重卡，并且使用了“电池即服务”(BaaS)模式进行购买，即车主只需购买重卡车身无需购买电池，这使得纯电重卡的最终售价仅仅略高于柴油车。取而代之的是车主需要在换电时支付额外的电池租赁费用。在BaaS模式下，前期的购车资本支出转化为了后期运营成本，大大降低了纯电重卡的购买门槛，能够增加电动重卡对资金有限的小规模车队车主的吸引力。 5ICCT 工作报告 | 零排放货车实际应用案例：中国海南省偏置码头牵引车和混凝土搅拌车当然，车主在购车时仍可以选择直接购买整车（车身加电池），本次研究也对这种购车模式进行了分析。由于港内短倒货车的预期使用年限会大于12年，而综合走访调研和相关研究经验，如果购买纯电重卡整车，通常在7-8年左右就需要对电池进行更新。表4港内偏置码头牵引车燃料类型柴油纯电LNG车辆型号ZZ5371TQYM28102SM4255TORBEVZZ5371VDMC32100制造商中国重汽三一海工中国重汽品牌型号豪沃三一豪沃准牵引总质量 (kg)70,00070,00070,000发动机额定/最大功率 (kW)196150/200196发动机最大扭矩 (Nm)1,1001,4001,160发动机排量 (L)10—9.7燃料存储300 L (柴油油箱)141k Wh (电池)450 L (LNG 储罐)公告里程 (km)1,100120250售价 (CNY)350,000600,000 (整车)400,000 (BaaS模式)400,000表5 水泥厂混凝土搅拌车燃料类型柴油纯电LNG氢燃料电池车辆型号SYM5311GJB1F3SYM5310GJB5BEV9 SYM5311GJB2F1SYM5312GJB1FCEV制造商三一重工三一重工三一重工三一重工品牌型号三一三一三一三一总质量 (kg)31,00031,00031,00031,000负载 (kg)16,67015,57016,80016,130发动机额定/最大功率 (kW)226270/4 0 5257198/355发动机最大扭矩 (Nm)1,5001,1501,6002,400发动机排量 (L)7.7—9.5—燃料存储300 L (柴油油箱)282 kWh (电池)600 L (LNG储罐)约40kg氢气 +127 kWh 电池公告里程 (km)1,500180500250售价 (CNY)350,000850,000 (w/ battery)450,000 (w/o battery)400,0001,450,000 6ICCT 工作报告 | 零排放货车实际应用案例：中国海南省偏置码头牵引车和混凝土搅拌车图3和图4展示了港内集装箱短倒和混凝土运输的典型实际道路运营工况，包含逐秒的行驶速度和相对海拔高度。图3 港内集装箱短倒 (来回)典型运营工况rp)国际清洁交通委员会 THEICCT.ORG图4 混凝土运输（去程）典型运营工况ay).国际清洁交通委员会 THEICCT.ORG总拥有成本分析 分析方法本次研究使用了ICCT的零排放技术能源和成本模型(AZTEC)2。关于该模型的具体介绍详见ICCT相关研究报告3。在本此研究中，我们在实际使用场景下对表4和表5中的货车进行了总拥有成本分析，研究包含了换电重卡整车购买模式和BaaS模式的对比。下文将总结研究应用的关键基础数据和假设，重点展示不同货车在两种应用场景下的投资成本、运营成本和利润分析结果。投资成本-购车资金在本次研究中，所有受访车主均采用了贷款方式来购买重卡（包括电动重卡的整车和BaaS的 两 种 购 买 模 式 ），首 付 比 例 为40%，贷 款 周 期3年 ，利 率10%。柴油和2 国际清洁交通委员会, Analyzer of Zero-Emission Transportation Ene
