推进交通运输领域清洁能源应用的政策方向

近年来，中国正在积极推进能源消费革命。能源消费革命在中国交通运输领域的表现包括但不限于高速和常速电气化铁路、城市轨道交通工具、电动汽车、天然气汽车、燃料乙醇汽车、燃料甲醇汽车、燃料电池汽车等替代燃料或动力交通工具的发展。

电动交通运输工具对燃油车的替代是电机机械对内燃机机械的替代，具有一定的革命意义。发展电动交通运输工具是中国政府发展清洁交通的重要政策之一。在中国各种电动交通运输工具的发展中，电动汽车的发展最令人注目^[4]。2014年以来中国中央政府发布的各项鼓励电动汽车发展的政策文件均提到了治理空气污染的目的。反过来，积极发展电动汽车的内容^[5]也频频出现在政府治理空气污染的各项政策文件中[6]。

电动交通运输工具只是能源的应用，并不是能源本身。由于电动汽车电力可能来自煤炭发电，也可能来自水电、风电、燃气发电等相对清洁的电力，因此从全生命周期来看，电动汽车的确很难说一定是清洁的，相反，电动汽车的清洁环保程度是变动不居的。在中国，由于煤电在电力消费结构中仍然占据2/3[7]的比例，更加不能轻易断言电动汽车从全生命周期看是清洁环保的。然而，在消费环节，电动汽车不会产生污染物，是清洁的交通运输工具。中国政府急切地希望打赢蓝天保卫战，而电动汽车的发展有助于治理城市空气污染，因此得到各级政府的欢迎。近些年来中央和地方政府在电动汽车的生产、销售等环节提供大量补贴，促使中国电动汽车产、销量大幅增长。

不过，电动汽车要发挥治污的作用，还要突破技术因素的限制。一个突出的限制是电动汽车的能量密度不足，决定了它目前基本只能用于轻型车辆，重型卡车、轮船和飞机实现电动化还会比较遥远。100年来，随着内燃机技术的不断进步，燃油汽车的马力越来越强劲，相同数量的汽柴油产生的动力越来越强。汽油车和柴油车的能量密度早已分别超过1瓦（Watt）/克或2瓦/克[8]，远远超过电动汽车。为了让消费者真心愿意购买电动汽车，中国政府出台政策，以推动动力电池能量密度的提高。根据中国动力电池发展规划，“到2020年，新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤；系统比能量力争达到260瓦时/公斤……到2025年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500瓦时/公斤”[9]。这意味着即使按时达标，到2025年中国动力电池的能量密度仍然不及汽油车的一半，与柴油车的差距则更大，电动汽车能量密度的提高还有漫长的路要走。

天然气汽车（主要包括CNG和LNG汽车）在交通运输领域可以部分替代石油消费。中国中央政府在一定程度上支持天然气汽车的发展，比如，政府对CNG和LNG都不征收消费税，而汽柴油每吨需要缴纳上千元的消费税，这让CNG和LNG与汽柴油相比具有一定竞争力。在一些政府文件中，可以明显看出中央政府明确地把发展天然气汽车与治理空气污染联系起来[10]。中国的CNG和LNG汽车保有量合起来已超过600万辆[11]。据中石油测算，2017年车用天然气替代了大约2400万吨的成品油消费[12]。预计未来中国的天然气汽车数量还将增长。根据国务院发展研究中心预测，到2025年，国内CNG车保有量将达到630万辆；到2030年，LNG车保有量将超过150万辆[6]。(www.xing528.com)

不过，天然气汽车的发展也受到一些限制。首先，近年来由于煤改气的推进等原因，天然气供求关系渐趋紧张，价格总体上涨，带动LNG和CNG价格上涨，天然气汽车的经济优势减小。其次，各地方政府在气荒出现时往往强调“压非（居民用气）保民（用气）”，气源吃紧，导致天然气汽车无气可加，或者需要排长队加气。再次，国内天然气汽车正面临电动汽车快速发展带来的挑战[13][14]。中央和地方政府把电动汽车定义为“新能源汽车”，对其支持力度大，除了给予财政补贴外，还包括在限号限行方面给予优待；然而政府已不认为天然气汽车是“新能源汽车”，不对其提供补贴，也没有限号限行等方面的优待。结果，虽然在更重视能量密度的重型卡车方面，天然气汽车还享有对电动汽车的优势，但是在轻型车辆方面，天然气汽车越来越不能抵挡来自电动汽车的冲击。最后，天然气汽车治理空气污染的效果受到一些人为因素的干扰。CNG中含有一些杂质，燃烧后会排放少量污染物；LNG则更为清洁，不过由于液氮的价格低于LNG，常有不法经营者用液氮冒充LNG，注入车辆中。液氮燃烧后产生大量的氮氧化物，增加空气中的污染物[15]。

中国政府鼓励生物燃料的发展，且最近加大了鼓励力度。燃料乙醇是中国主要的生物燃料。2017年中国中央政府15个部委联合发文，要求在2020年前强制在汽油中添加10%的燃料乙醇，基本实现全覆盖[16]。现阶段中国的汽油消费量为1亿多吨[17]，如果推广目标实现，将意味着燃料乙醇达到1000多万吨的消费量。如果国内生产的燃料乙醇不能满足需求，中国可以从美国、巴西等乙醇生产大国进口。作为增氧剂和防爆剂，燃料乙醇的推广有助于替代MTBE（methyl tert-butyl ether，甲基叔丁基醚）。由于MTBE有致癌风险，因此用燃料乙醇替代MTBE有环保意义。MTBE在部分意义上是石化产品，因此用燃料乙醇替代MTBE，是部分意义上的石油替代。不过，由于司机普遍反映汽油掺入燃料乙醇后，跑起来没劲。因此，乙醇汽油的市场接受度仍然较低，目前其消费量仅约260万吨[18]，未来燃料乙醇推广的效果还尚待观察。

国内燃料甲醇、生物柴油的现状和燃料乙醇的处境相似，市场接受度低，消费量小，对石油消费的替代作用有限。

总之，现阶段燃料电池汽车的成本过高，严重依赖政府补贴，估计要经过较长时间才能进入商业化推广阶段。