我国车用能源供需现状及趋势分析

1.2.1　我国能源结构、供需现状及趋势

我国的化石能源供应结构特点可以概括为“富煤、缺油、少气”。具体表现为煤炭的储产量规模相对较大，排名居世界前列，而石油、天然气资源储量相对较低（图3-7、图3-8）。可再生能源资源较为丰富。从人均能源资源拥有量看，我国也处于世界较低水平，尤其是石油、天然气资源，人均资源拥有量仅为世界平均水平的十几分之一；人均耕地资源也不到世界人均水平的三分之一，制约了生物质能源的开发利用。

图3-7 我国化石能源储量比例

注：数据来源于BP能源统计。

图3-8 我国与世界平均化石能源储采比对比

注：数据来源于BP能源统计。

我国目前的一次能源生产和消耗都是以煤炭为主，消费构成也不同于世界一般国家。《中国统计年鉴2014》的数据显示：2013年，我国一次能源生产结构中，煤炭占75.6%，石油占8.9%，天然气占4.6%；一次能源消耗结构中，煤炭占66%，石油占18.3%，天然气占5.8%，如图3-9、图3-10所示。相比之下，世界一次能源消费中，石油为33.6%，天然气23.8%，煤炭为29.6%。我国与世界一次能源消耗比例对比如图3-11所示。

图3-9 我国一次能源生产结构

图3-10 我国一次能源消耗结构

1.2.2 我国车用能源供应能力分析

（1）石油资源相对匮乏，进口量相对较高

近几年来，我国石油探明地质储量稳步增长，但是资源品质变差，低渗、稠油、深水、深层资源的比重不断增大。与全球油气资源进行对比，我国石油储量不多，储采比较小，且品质较差，优质资源不足50%，勘探开发难度较大。从人均石油资源拥有量来看，也大大低于世界平均水平。

图3-11 我国与世界一次能源消耗比例对比

近年来，GDP-石油消费关联度的提高、交通运输业的迅速发展和汽车保有量的快速增加，促使我国石油消费持续增长，进入消费快速增长期。1995年全国石油消费总量为1.18亿t，到2013年，消费量达5亿t，其中以交通用油增长为最快。中国能源发展报告（2008）预计，2007—2020年期间中国石油消费仍将保持较高增长速度。2020年中国石油消费量将达到5.63亿t，比2006年提高62.47%；2010—2020年石油需求年均增长率为3.3%。

从生产来看，我国1959年发现大庆油田，1965年结束了对进口石油的依赖并实现自给，20世纪六七十年代相继发现胜利、辽河、长庆、华北等油气田，石油产量迅速增长，到20世纪80年代原油产量达到1亿t，2013年我国石油产量达到2.3亿t，其中中石油大庆、长庆油田、中石化胜利油田、中国海油天津油田仍为产油主力地区。

从我国长远的石油生产来看，目前中国东部油田在减产，西部发展比预期缓慢，海洋油田产量较低，因此，中国石油产量不可能大幅增长，据相关专家预测，2020年石油产量仍将维持在2亿t左右。很明显，国内石油供应并不能满足日益增长的石油消费需求。自1993年成为石油净进口国以来，我国石油进口量和进口比例也逐年上升，目前，我国已成为全球第二大石油进口国。

我国的石油进口量受到全球石油贸易量和其他国家石油进口的限制。进口的石油量越多，在全球石油贸易中占的份额越高。而要维持相对较高的份额，需要强大的综合国力作为保障。从欧洲和美国这两个综合国力较强的经济体来看，它们占世界贸易额的比例维持在20%～25%左右。由于我国综合国力与欧美比仍相对较弱，石油进口占全球石油贸易额的比例也会低于欧洲和美国。

（2）天然气供应能力增长迅速，车用燃气规模不断扩大

根据BP能源统计，截至2012年底，我国天然气剩余可采储量为3.1万亿m³，占世界剩余可采储量的1.7%，储采比为28.9。图3-12描述了自2000年以来天然气剩余可采储量的变化情况。

图3-12 我国天然气剩余可采储量变化

注：资料来源于BP能源统计2013。

我国原油是中重质原油，油田伴生气很少，并且国内气田大部分是干气，90%以上是甲烷，所以液化气的来源与构成与世界上许多生产液化气的国家不同。全球超过60%的液化石油气产自天然气田，而中国液化石油气主要来自于炼油厂和石油化工厂，约占国产液化石油气的95%。

近年来，伴随着我国能源结构的调整，天然气作为清洁能源，其消费量迅速提高。2013年我国天然气表观消费量已达1676亿m³，同比增长率13.9%。近几年我国天然气消费情况如图3-13所示。

我国天然气主要用于化工、油气田开采和发电等领域，占天然气消费的87%以上。目前我国车用天然气比例仍然较低，大概在天然气消费总量的4%左右。从天然气消费结构的变化趋势来看，化工用气和工业燃气的占比开始下降，城市燃气和发电的占比快速上升，交通用气的占比将维持在一个相对较稳定的水平。

近年来，我国天然气产业快速发展，产量逐年提高。2011年全国天然气产量首次突破千亿m³，2013年我国天然气产量为1210亿m³，同比增长9.8%。鄂尔多斯、塔里木、四川盆地仍是我国天然气主产区。

从天然气进口看，我国在地理位置上毗邻中东、原苏联和亚太等富产气区，大规模进口天然气有较好的地理条件。我国目前的管道进口天然气项目也在陆续规划建成。目前，中亚天然气管线已经建成并开始通气，全线年输气能力177亿m³。中俄、中缅管线正在建设当中。

图3-13 2000—2013年我国天然气消费总量及增速

注：资料来源于BP各年能源统计及中国石油天然气集团经济技术研究院。

总体来看，我国的天然气供应能力将呈现快速增长的态势。常规天然气的储产量处于快速增长期，以煤层气、页岩气为主的非常规天然气资源也具有较大开发潜力。而随着天然气贸易的发展以及我国一系列LNG加气站的建成，我国天然气进口也有长足发展。中国工程院预计，2020年我国天然气产量有望达到2200亿m³，进口量有望达到800亿m³，2020年我国天然气的消费量为2800亿m³，基本与供应能力相对应。近年我国天然气供需状况如图3-14所示。

图3-14 近年我国天然气供需状况

注：数据来源于BP能源统计。

在车用领域，天然气燃料能够发挥石油的替代作用，缓解石油紧张局面，同时也能降低常规污染物尤其是硫的排放量。有统计数据表明（张国宝，2010），2009年我国车用天然气消耗总量超过40亿m³，但车用天然气占总天然气消耗量的比例仍然较低，只有4%左右。2012年10月发改委修订的《天然气利用政策》将包括天然气汽车（尤其是双燃料及液化天然气汽车）的城市燃气发展列为优先类天然气用户，并已于2012年12月1日起开始实施，这将对天然气汽车的发展起到良好的促进作用。如果按照目前的政策趋势，2020年车用天然气规模有望达到160亿m³。

（3）我国煤炭资源较为丰富，车用潜力受多重因素制约

国土资源部最新预测表明，我国煤炭可采储量为2040亿t。我国的煤炭资源分布在29个省、市、自治区，但资源分布很不均衡。山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏和安徽等七个省区是我国煤炭资源主要分布区，这七个省区的煤炭保有储量占全国煤炭保有量的84.6%。其中山西和内蒙古两省区的煤炭保有量占全国煤炭保有储量的48.3%。

从煤质情况来看，我国煤炭资源品种较为齐全，包括了从褐煤到无烟煤各种不同煤化阶段的煤，但优质炼焦煤资源不多。从发热量来看，我国煤炭的平均发热量为5400kcal/kg（1cal=4.1868J），低于在国际上交易的煤，也低于美国的5600kcal/kg。

煤炭在我国的能源体系中占有重要地位，近年来在全国一次能源消耗中的占比始终维持在70%左右。在煤炭消耗中，发电用煤占绝对主导地位，占煤炭消耗总量的一半左右，其后依次为工业锅炉、炼焦和制气、供热用煤，包含甲醇（CH₄O）、二甲醚（C₂H₆O）等煤基液体燃料的化工生产领域占煤炭消耗总量的比例在5%左右。各部门煤炭消耗比例如图3-15所示。

图3-15 我国煤炭消耗结构

注：数据来源于国家统计局。

综合来看，尽管我国煤炭资源丰富，但是煤炭开采面临着生产安全、水资源破坏、生态环境破坏和运力限制等一系列突出问题。中国工程院对资源储量、机械化开采、安全生产、水资源、生态保护和运输等煤炭产能的约束条件综合研究得出，中国可持续发展的产能在25亿～38亿t。如果按照包含车用甲醇、二甲醚等在内的煤化工消耗占煤炭消耗的比例5%计算，可用于煤化工的煤炭有1.25亿～1.9亿t，除去煤质烯烃、合成氨和部分民用二甲醚等煤化工产品后能够用于车用燃料生产的煤炭资源要远远小于这个数。

另外，煤炭消费总量还受到二氧化碳排放总量的制约，所以虽然可以考虑在沿海地区大规模进口煤炭，但在碳捕获和储存（Carbon Capture and Storage，即CCS）技术前景尚不明确的情况下，仍不能有效解决煤炭资源供应和使用的问题。(www.xing528.com)

（4）我国可再生资源潜力较大，生物质资源不确定性较大

我国国土面积广大，可再生能源资源品种多、分布广、数量丰富。可再生资源能否转变为可利用的能源，主要取决于各种转换技术和利用技术的发展，以及政府相关扶持政策的推动。

我国非常重视可再生能源的开发与利用，已经颁布并实施了《中华人民共和国可再生能源法》，可再生能源的开发和利用也取得了一定的成果。

风电。目前，我国风电装机容量位居世界第1位，集中开发与分布式相结合的局面初露端倪；而并网和消纳不畅问题已成为制约中国风电健康、持续发展的重大挑战。

小水电。目前我国已建成小水电站45000座，总装机容量5512万kW，年发电量1600多亿kW·h，约占中国水电装机和年发电量的30%。

太阳能发电。截至2013年8月，我国太阳能累计装机容量超过900万kW。

生物质能源。截止到2013年8月，国内生物质能总装机规模超过800万kW。

我国可再生能源发电持续增长，成为新能源汽车电力能源的重要来源。由于可再生能源发电具有清洁、可再生等诸多优势，未来仍有较大的发展空间。

生物质能源除用于发电外，在制作汽车燃料方面也具有较广阔的前景。生物液体燃料的能源植物来源可以是玉米、甘蔗等粮食作物，也可以是甜高粱、木薯、麻疯树等非粮作物；非植物来源可以是秸秆等农林剩余物和废弃动植物油脂等。种植类作物供应能力受我国有限土地资源的制约，资源潜力主要取决于可利用边际土地的面积和单位土地上的平均产量。非种植类农作物资源潜力具有一定的不确定性，与生物质能源产业化程度、农林业废弃物能源转换技术的发展以及收集成本的变化密切相关，据相关预测^[3]，我国2020年农林业剩余物原料资源可作为生物液体燃料利用量为8066万t至1.35亿t。

（5）我国电源结构以煤电为主，结构调整步伐加快

中国是世界上仅次于美国的第二大电力市场，而且正以越来越快的速度发展，2013年全国总发电量为5.15万亿kW·h，其中火电发电量约占比80%左右，水电发电量占比14%。以煤为主的能源结构决定了中国电力生产中的主体是燃煤发电，全国煤炭消费总量的40%以上用于发电，而其中使用洁净煤技术发电的比例不足1%，尚处于起步阶段。

从发展趋势来看，我国电力装机结构正在向多元化、清洁化和低碳化发展。在2013年新增发电装机容量中，火电新增比例为38.3%，较2006年的89.7%大幅下降51.4个百分点。气候变化和环境保护为我国电力工业的发展提出了巨大的挑战，未来一段时期我国电力工业仍将会不断加快电源结构调整，大力促进清洁能源发电，以实现电力工业的清洁化和节约化，继续推动电力工业不断实现可持续发展。但是，由于资源方面的限制，我国以煤为核心的发电模式在今后较长时期内仍将持续。

1.2.3　我国车用能源发展现状与趋势

从世界和中国的统计数据分析，目前传统的石油基燃料——汽油和柴油仍然是汽车交通的主要燃料。虽然世界各国都在大力推进新能源在交通领域的应用，但由于起步较晚，各相关技术还有待成熟，新能源在汽车交通领域要发挥主导作用还有待时日。各种能源与汽车应用关系如图3-16所示。

图3-16　各种能源与汽车应用关系

（1）车用汽、柴油消费不断增长，占比过半

近年来，随着国内成品油消费的持续增长，国内汽、柴油产量逐年提高，但由于国内主要产油区进入中后期开采阶段，原油产量呈缓慢上升趋势，进口原油数量逐年上升。2013年共加工原油4.78亿t，汽油产量为9833万t，同比增长9.5%；柴油产量为17273万t，同比增长0.3%。图3-17和图3-18显示了我国近年来汽、柴油的产量、消耗量及变化情况。

图3-17 我国近年来汽油产量及消耗量变化情况

图3-18 我国近年来柴油产量及消耗量变化情况

我国的汽油消费主要用于交通运输业，柴油消费主要用于交通运输业、农业和建筑业等。根据中国汽车技术研究中心的《中国汽车工业》统计，2011年我国车用汽油消耗量为6593万t，占汽油总消耗量的85.2%；车用柴油消耗量达到7715万t，占柴油总消耗量的46.2%。车用燃油消耗总量已经占到汽、柴油消耗总量的58.5%。从发展趋势看，车用燃油的消耗量还将逐年增加，按照IEA（国际能源署）的预测，每年新增石油消耗量的70%都将被新增汽车消耗。表3-1罗列了近年来中国汽、柴油产量及车用消耗量情况。

表3-1 我国汽、柴油产量及车用消耗量 （单位：万t）

注：数据来源于《Automotive Industry of China》2011年版。

（2）汽车替代能源应用逐步发展，占比较低

面对石油资源短缺及大气环境污染带来的日益巨大的压力，国内相关部门及行业在努力提高传统燃油汽车技术水平、降低能耗和改善排放的同时，积极开展了多种适合中国能源特点的新型清洁能源汽车的研究、开发与推广应用。以天然气、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油、合成油等为燃料的替代能源汽车及以电能、氢能为动力的汽车得到了不同程度的研究与发展。

1）燃气汽车。经过“九五”“十五”国家清洁汽车行动的深入开展，燃气汽车整车、发动机及关键零部件技术水平得到了明显提高，燃气汽车应用规模得到了较大发展。目前，燃气汽车在我国已进入产业化快速发展阶段，燃气汽车的石油替代效益、环保效益和社会综合效益也逐渐显现。据《中国天然气汽车》不完全统计，2012年我国天然气汽车总保有量为157.7万辆，其中CNG（压缩天然气）汽车的总保有量达到150.6万辆^[4]，仍是我国天然气汽车保有量的主体；LNG（液化天然气）商用车（主要是LNG载货卡车和大客车）保有量为7.1万辆。

在市场规模不断扩大的同时，天然气汽车产品不断丰富、区域化推广开始起步。目前，天然气汽车已由公交车、出租车向货车、公务车、都市物流车和私家车扩展。天然气汽车产品的不断丰富、技术的不断成熟，加上基础设施建设的不断完善，为天然气汽车的区域化推广创造了条件。

2）生物质液体燃料。生物质液体燃料包括生物乙醇和生物柴油。通常将以玉米和甘蔗等粮食作物为原料生产的燃料称为1代生物质液体燃料，以非粮糖料或淀粉能源农作物（甜高粱、木薯等）为原料的燃料乙醇和以油料能源树种（麻疯树等）为原料的生物柴油称为非粮1.5代生物液体燃料，而将纤维素乙醇、F-T合成生物柴油等称为2代生物液体燃料，藻类生物柴油归为3代生物液体燃料。目前，1.5代生物液体燃料在我国有一定规模的应用，如在广西建立的20万t木薯燃料乙醇的示范项目，而2代、3代燃料，由于原料、生产技术及成本等问题，目前在我国尚属空白。

乙醇。20世纪80年代我国开始进行不同比例乙醇汽油的应用研究。2001年，国家有关部门制订了乙醇燃料发展计划，确定吉林、河南、黑龙江三个省分别新建、改建和扩建燃料乙醇试点项目，并且制定了变性燃料乙醇和车用乙醇汽油两个国家标准，开始推广低比例（E10）车用乙醇汽油燃料。从2002年开始，低比例乙醇汽油的推广范围逐步扩大，黑龙江、吉林、安徽、河南形成了年产120万t以粮食为原料的燃料乙醇生产能力。2004年，试点进一步扩大到黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽等5个省全省及湖北、山东、河北、江苏等4个省的部分地市，至2006年，燃料乙醇增长较快。2006年12月，国家发改委、财政部发布了《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理，促进产业健康发展的通知》，加强了对燃料乙醇的管制，燃料乙醇的发展步入了相对滞缓的发展时期。

生物柴油。目前中国生物柴油的主要生产原料是废弃油脂，年产能预计已达200万t（中国可再生能源学会，2011）。但由于废弃油脂存在收集和储运方面等困难，实际年利用量只有40万t左右。目前国内生物柴油生产企业有40多家，但生产规模都不大，一般都在2万t以下，大部分以工业废油和废食用油为原料，少数以麻疯树含油果实及油菜籽、棉籽油等下脚料为原料。

麻疯树被视为目前最具经济价值和发展潜力的油料植物，种子油脂含量高，含油率高达40%～60%，是一种用途广泛、抗干旱的灌木，适宜生长在热带、亚热带地区，在我国分布在两广、琼、云、贵、川等省。以麻疯树等油料能源作物为原料的项目也在广泛研发、示范和推广中。目前，全国建设林业生物柴油基地300万亩（1亩=666.67m²）左右，中海油海南年产6万t的项目已于2009年12月建成投产，中石油南充炼油化工总厂（年产6万t）和中石化贵州分公司（年产5万t）生物柴油项目也都在建设之中。

3）煤基液体燃料汽车。煤基液体有以下几种。

甲醇。国内甲醇燃料汽车的研究开展得较早。“六五”期间，国家科委、交通部和山西省就开始组织低比例甲醇燃料的研发工作。“七五”到“八五”期间，国家科委又先后组织了甲醇燃料的应用攻关项目。山西省由于具有煤炭资源优势，多年来在甲醇燃料汽车的研究与示范应用方面一直走在全国的前列，在低比例、高比例甲醇燃料发动机的研发、甲醇燃料的储存、输配、防腐、安全及甲醇汽车的维护保养、试验检验等方面做了大量工作，是国内甲醇燃料示范性推广应用最快、规模最大的省份。除山西以外，四川、河南、陕西、重庆、新疆等地也先后开展了甲醇燃料汽车的示范运行，并取得了一定进展。2011年，工信部启动了在上海、山西和陕西两省一市的甲醇汽车示范运行。近年来，国内一些汽车企业已开展了甲醇灵活燃料汽车的研究与开发，《车用甲醇汽油（M85）》《车用燃料甲醇》等国家标准已于2009年7月和11月分别发布，M15甲醇汽油标准仍在制定之中。

尽管甲醇的生产技术在国内已经成熟，但是甲醇作为车用燃料使用时，其毒性、腐蚀性、冷起动以及甲醛尾气排放等问题尚没有得到完全解决。甲醛汽油在使用时对相关零部件材料的防腐、防溶胀性能有很高要求，尽管国内外已开发出各种腐蚀抑制剂，但尚不能完全解决甲醛的腐蚀问题，只能部分抑制或减缓腐蚀的发生。

二甲醚。国内二甲醚的大规模生产和在汽车上的应用均处于起步阶段。据估计，2009年我国二甲醚产能已经达到1000万t，存在产能过剩的现象。我国研究二甲醚车用燃料的有上海交通大学、西安交通大学和吉林大学等。上海某些单位、山西久泰公司和西安交通大学都进行了二甲醚车的开发试验。2009年6月，10辆二甲醚客车在上海正式载客运行。

煤制油。煤制油包括煤直接液化和间接液化两种产品。目前，煤制油在我国发展具备了一定的基础。我国的中科院山西煤化所、神华集团、兖矿集团、煤炭科学研究总院等企业和研究机构通过自主研发或与国外企业合作（如南非萨索公司）在生产工艺和示范运行装置等方面都取得了长足的进步。2001年8月，中国第一个煤炭液化示范项目——神华煤直接液化项目得到批准，首条年产100万t的生产线于2009年在鄂尔多斯成功建成并投入试运行。2010年2月，神华获得成品油批发资质，2011年销售油品80万t，2012年上半年生产柴油24.89万t、石脑油12.57万t、液化气5.31万t。

在间接制油领域，由多家大型企业和科研机构共同出资组建的中科合成油技术有限公司于2006年成立，山西潞安矿业集团和内蒙古伊泰煤炭股份有限公司分别与该公司合作，在山西长治和内蒙古鄂尔多斯分别建设年产16万t的煤间接液化示范装置，并于2009年成功试车，生产出合格油品。

4）氢燃料汽车。氢能的研究与应用在世界范围内得到广泛关注。作为最有发展前景的汽车燃料，氢具有突出的优点，也存在许多尚未解决的问题。目前，车用燃料电池技术尚未成熟，在储存方面，由于氢自身的特性，必须完全新建储运、加注等基础设施。氢在未来汽车上的应用前景取决于制氢及储氢技术有无突破性的进展。

我国燃料电池汽车技术还处于研发的起步阶段。从2002年开始，清华大学研发了4代氢能燃料城市客车技术，在不同的企业生产不同结构形式的燃料电池客车15辆，其中有7辆投入了实际的商业运行。上海汽车集团与同济大学也在2010年开发了燃料电池客车。燃料电池汽车成功实现了北京奥运会和上海世博会的示范运行。

5）电动汽车。国家科技部从“八五”开始，对电动汽车研发设立科技项目支持，尤其是在“十五”“十一五”期间，国家863计划重大专项共投入20亿元的研发经费，支持电动汽车的关键技术、平台集成技术以及整车和关键零部件的开发，形成以纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车三种车型为“三纵”，多能源动力总成控制系统、驱动电动机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的研发布局。经过国内骨干汽车企业和科研院所、高等院校十几年来的刻苦研发，我国新能源汽车技术研发取得了重大进展，基本形成了电动汽车技术标准体系框架和测试评价能力，基本掌握了电动汽车动力电池、驱动电动机、电子控制和系统集成等关键核心技术，建立了具有自主知识产权的电动汽车动力系统技术平台、构建了较完整的关键零部件研发体系，实现了小批量的整车生产能力和部分区域的商业化示范运行。国内的一些生产企业，如一汽、长安、奇瑞、比亚迪、天津清源等已经有一批纯电动汽车和混合动力汽车产品上市。截至2013年底，在25个示范城市中，参与示范运行的车辆总数达到48015辆，从车辆类型来看，示范车辆以商用车为主体，而其中绝大多数都是客车。