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电动重卡将为成品油物流绿色转型注入动力

作者:万波 孙彬 孙文荣 郭召 | 作者单位:中国石油山东销售公司

摘要:在国家双碳目标驱动下,能源、汽车、交通等领域高质量发展面临新形势、新要求,尤其是成品油销售企业的物流配送环节亟待转型。其中,重型卡车的污染问题是成品油配送绿色转型的核心问题,数据显示,重型卡车保有量不足机动车的3%,氮氧化物和颗粒物排放量却占到机动车排放总量的69%和48%,二氧化碳排放占比也接近40%。因此,发展低碳环保的新能源重卡成为当务之急。本文对成品油物流及电动重卡发展现状进行分析,指出了成品油物流配送中存在的主要问题,并对电动重卡的优势进行全面解析,为如何利用电动重卡进行成品油物流绿色转型提出了相关建议。

关键字:电动重卡;重卡换电;物流绿色转型;成品油配送

一、成品油物流及电动重卡发展现状

成品油是石油加工后得到的产品,石油运输物资主要是指成品油。成品油物流是根据市场需求实现油品从炼厂向销售终端与消费者转移的实体流动过程。在石油产业下游供应链中,成品油物流是连接炼厂生产与终端市场需求的重要环节,担负炼厂生产后路畅通、市场油品稳定供应的重要保障责任。相比其他行业,成品油物流具有物流链条长、运输方式多(铁路、水运、管输、公路)、物流网络复杂、安全要求高等特点。我国幅员辽阔,成品油需求量大,为成品油物流运输开拓了全国市场,但同时也给运输经营带来了一定的挑战。

(一)成品油物流现状

随着我国经济复苏,成品油物流市场整体保持稳定增长态势。但由于近几年受新冠疫情影响,尤其是2022年新冠疫情的再次暴发,成品油物流市场也随着国家整体经济的下降而受到了一定程度的影响。在成品油物流体系中,通过管道运输、海上运输、公路运输、铁路运输这四种方式从炼油厂运输至市场。其中,管道运输和海上运输为主要运输方式,所以成品油物流体系的发展主要体现在这两种运输方式上。在成品油四种主要运输方式中,管道运输与铁路运输所占份额最大;二者合计约占70%—80%的运输份额,同时二者运输特点相近,都适合成品油这种大宗货物的长途运输。

1. 成品油管道运输。成品油管道运输,通过输油管道进行的成品油输送。炼油厂加工出的各类成品油,用管道输送至各成品油库或直接由管道输送至用户。截至2022年底,我国长输油气管网总里程约18万千米。其中,原油管道2.8万千米,成品油管道3.2万千米,天然气管道12万千米。按照“双碳”目标下的需求预测,预计2035年我国还将新建原油管道约2000千米,成品油管道约4000千米。

2. 成品油海上运输。国内沿海成品油海上运输是成品油物流的重要组成部分,为保障我国能源安全,国家对国内沿海成品油海上运输实施宏观调控政策。近年来,我国沿海油品运输市场运力供需相对平衡,运力规模、船舶数量等虽有所波动,但整体较为平稳。据交通运输部数据,截至2022年12月31日,我国共拥有沿海省际运输油船(含成品油船、原油船,不含化学品、油品两用船)共计1194艘、1142.2万载重吨,

同比减少30艘,但吨位增加了28.1万载重吨,吨位增幅2.52%。2022年,在国内沿海成品油海上运输方面,上半年受宏观经济影响成品油社会库存上涨,运输市场需求整体偏弱,下半年受传统消费旺季及国际原油价格宽幅走高影响,市场活跃度提升,运输需求企稳回升。数据显示,2020年和2021年国内沿海省际成品油运输量分别为7800万吨、8100万吨。在2022年,全年沿海省际原油运输量完成约9100万吨,同比增长18.2%,全年沿海成品油运输量完成约8500万吨,同比增长约4.9%。总体上,2022年,沿海省际原油运输市场平稳,成品油运价先抑后扬。沿海省际原油运价指数平均值为1578点,同比上涨2.3%;沿海成品油运价指数平均值为1058点,同比上涨0.4%。2023年上半年,原油市场外部不确定性继续增强,油价维持高位运行,主营炼厂开工积极性较高,沿海原油运输市场稳中向好,供需总体保持平衡、运价相对稳定。成品油运输方面,由于炼化产业转型升级加快,民众出行需求加速释放,汽油、煤油需求呈现稳步回暖态势,运价指数随供需情况稳中有降。

3. 成品油公路运输。成品油的公路运输是成品油运输环节中的重要组成部分。随着公路建设的发展,成品油公路运输的发展也就越来越迅速。成品油公路运输有着灵活性、机动性的特点,可以实现“门到门”运输,能解决其他运输方式“最后一公里”问题,运输管理也更加方便。它的运输网络比海上运输和铁路运输密度大,分布面广,可以实现短期运输,也是实现长途运输的过程。对于货物量的多少也没有一定限制,可以多个车辆连接在一起实现运输过程,此外,公路运输速度比较快,基本都属于直达过程,不用具体规划路径。公路运输的模式是当前石油企业中较为常见、应用广泛的运输方式,一般用来进行成品油的二次配送。2022年,尽管国内经济从新冠疫情中逐渐复苏,但由于我国幅员辽阔,各个地区经济发展存在较大差异,因而公路运输并没有出现较快发展。此外,在成品油配送车辆运输过程中,仍存在许多信息化水平问题,影响了成品油物流配送车辆运输的良好发展,成品油公路运输仍存在诸多问题待化解。

4. 成品油铁路运输。在我国成品油的运输系统中,成品油铁路运输占有着相当重要的地位,是主导成品油运输的主要方式。铁路运输具有运输方便、灵活、运输周期短等优势,适合中、远距离运输。在我国东北地区和西北地区,成品油的运输主要依靠铁路。在灵活机动性方面和建设成本方面,成品油铁路运输有一定优势,但在运费价格、运输时效及连续性、运输信息化共享等方面,铁路成品油运输与其他运输方式相比存在着竞争劣势。近年来,我国成品油产、运、销、储规模不断扩大,铁路运输量持续增加,年成品油铁路运输量超过7000万吨。同时,随着多种运输方式,尤其是管道运输的兴起,铁路成品油运输的市场份额逐年下降。

(二)电动重卡发展现状

伴随新能源、清洁能源动力交通工具的普及,特别是新能源汽车渗透率日趋加大的严峻形势下,油品销售面临业务变革和多元化的压力,如何在已有的业务基础上多元化经营是成品油销售企业面临的核心问题。在交通领域,重卡污染严重是众所周知的。因此,发展环保的新能源重卡成为当务之急。为了减少重卡的排放,世界各国加速重卡新能源化进程。各大研究机构和车企正在不断加入新能源重卡研发投入,电动已经成为重卡发展的新趋势。

1. 电动重卡助推实现双碳目标。相比于乘用车,重卡以柴油为主要燃料,具有高油耗特征,而柴油在不同能源类型中碳排放因子最高,重卡需要承受较大负载任务,进行百千米以上的长距离运输。保有量仅占全国汽车3%的重卡,其二氧化碳排放量约占整体汽车的47%。与传统重卡相比,电动新能源重卡可实现零排放,目前新能源重卡TCO(整体拥有成本)略高于传统重卡,预计未来3年内两者持平。重卡的新能源化推广对减少碳排放、实现双碳目标有着重要意义。

2. 重卡电动化转型已经是大势所趋。排放标准不断升级,倒逼重卡电动化进程加速。近年来,我国机动车排放标准不断升级,旨在降低重卡污染。2020年5月,生态环境部等四部门联合发布《关于调整轻型汽车国六排放标准实施有关要求的公告》,明确自2021年7月1日起全国范围全面实施重型柴油车国六排放标准,禁止生产、销售不符合国六排放标准的重型柴油车。新标准在一氧化碳、非甲烷烃等指标有严格的限值要求,如国六A要求CO排放限值较国五标准下降30%;国六B则进一步要求该指标较国五标准下降50%。新能源重卡能够实现零排放,是全球汽车行业内公认的低碳发展和零排放转型的首选方案,重卡电动化转型已经是大势所趋。

3. 换电模式助推重卡市场电动化。换电模式的发展助推了重卡市场的电动化。一是换电模式快速补能,与解决电动重卡续航焦虑需求相匹配。换电相较于充电,作业时间仅需分钟级,而充电时间需要小时级,在封闭的场景下,换电可以解决里程焦虑,在港口、钢厂、矿山等特殊应用场景中,换电重卡很受青睐。二是换电重卡通过“车电分离”的方式,有效降低客户的购置成本。采用车电分离模式能够大幅减少购置成本,对于用户,仅需要购买无动力车身,通过电池租赁和换电服务使用重卡,在成本方面有较大优势;对于车企,电池可以从“电池银行”租赁,为传统车企减轻了负担。

4. 新能源重卡销量逆势增长。在重卡销量不景气的同时,新能源重卡销量逆势增长。2022年重卡总销量67.2万辆,同比下降51.8%,但是新能源重卡销量逆势增长,销量达2.51万辆,同比增长141%,渗透率约3.7%。其中,新能源重卡中纯电动占比90%,电动重卡需求增速大。按技术路线分类看,电动重卡是主流,2022年销量达到2.27万辆,同比增加135%,占新能源重卡总销量约90%;燃料电池重卡销量2465辆,同比增加216%,占比9.8%;混动重卡销量28辆,占比甚少。

5. 换电重卡占比呈提升趋势。2022年,电动重卡中换电补能销量占比为52%,充电补能销量占比为48%。与乘用车以充电为主换电为辅的模式形成对比,重卡逐渐以换电为主,这是由于电动重卡在运营中要背负沉重的电池组,本身电池带电量更大,充电补能时间更长,而换电模式补能速度快,符合重卡要求短、高、快的运输场景。

6. 当前重卡行业处于底部区间。重卡销量此起彼伏。2016年治超叠加经济增长、环保推动更换,带来了销量上行,到2020年到达顶峰,重卡保有量提升至900万辆以上。2021年因为排放升级带来国五的提前透支,导致销量开始大幅下滑,近3年处于行业底部区间,远离销量中枢下限。以5—8年的更换周期计算,未来几年销量应会逐年增长。

二、成品油物流配送业务存在的主要问题分析

成品油需求量逐年增加,对成品油物流配送提出了新的要求。就目前国内成品油主要的四种物流方式:管道、船运、火运、汽运来看,各有利弊。运输成本来讲,管道运输费用最低,但主要被三大集团使用,汽运费用最高;运输时间来看,汽运最为灵活,实时调运,船运船期时间较长,火运也存在运输周期长于汽运的弊端。

成品油物流配送作为石油企业的重要组成部分,在促进我国石油工业发展方面发挥着极其重要的作用,成品油物流配送已经成为衡量一个国家经济水平的标志之一。但在实际工作中,由于成品油配送的复杂性和特殊性,仍存在一些亟待解决的问题,严重制约了成品油物流配送的效率和质量。相关企业要时刻加强成品油运输的安全防范工作,在确保运输安全的基础上,提高成品油物流运输的水平和效率。

1. 客户需求多样化。社会经

济的发展使得人们对成品油的需求日益多样化。不仅有汽油、柴油等传统燃料,还有液化石油气、天然气、混合燃料等多种新型石油产品。客户需求的多样化也反映在他们对物流配送服务的要求上。不仅要求快速准确的配送服务,还要求更全面的物流服务,如运输监控、货物跟踪、装卸等。

2. 配送成本较高。经济的不断发展,汽油、柴油等成品油的种类也越来越多。石油产品种类越多,物流配送的难度就越大。不同类型的石油产品有不同的物流配送要求,如储存温度、储存能力、配送区域等。每种石油都有不同的储存要求,必须提供适当的储存空间,以保证石油的质量。这些仓储设施的成本较高,因此随着成品油种类的增加,物流配送的成本也在增加。其次,与固态货物相比,成品油具有液态性质,在运输过程中无法控制其运输形式,且成品油具有易燃性,确保成品油运输安全成为成品油运输过程中的重点工作,这给成品油运输带来了较大的困难,也是成品油运输成本较高的主要原因。同时,由于目前国内部分省份处于高原山区地势,运输合理性欠佳,部分高杂费地区火车发运延时费用较高。加上行政区域间成品油定价存在差异性,往往存在非合理跨区运输情况,无形中增加了成本。

3. 配送路线长、效率有待提高。成品油物流配送的挑战之一是运输距离长。由于地理距离的原因,物流配送路线一般较长,这意味着物流配送成本较高,影响物流配送效率。由于我国成品油第三方物流企业处于起步阶段,尚未建立起公路道路系统和运输车辆优化系统,网络化程度低,区域间的运力调配困难,加之多数车辆未安装GPS,对运输车辆或油船无法进行动态监控,车辆调度不科学,运输效率较低,配送成本较高。为了解决路途遥远的问题,各国政府和物流公司都在努力寻找更有效的解决方案。其中一个解决方案就是建立成品油物流网络。通过建立成品油物流网络,可以有效缩短物流配送线路,从而降低物流配送成本。

三、电动重卡优势分析

电动重卡与电动乘用车一样,补能方式分为充电和换电,实践证明加上形势研判,重卡换电补能相较充电在国家政策支持、经济性、节能环保方面都有着巨大优势。因此,成品油销售企业应主动顺应绿色发展潮流,积极推动物流服务向绿色低碳、高质量发展转型,为企业后路畅通保驾护航。

1. 国家政策助力电动重卡发展。国家政策驱动换电是重卡获得快速发展的第一要素,政策加码掀起重卡换电潮。2021年10月,工信部启动新能源汽车换电模式应用试点工作,将四川、河北、内蒙古部分工业城市确定为重卡特色类试点城市。2023年1月30日,八部门联合发布《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》,试点期为2023—2025年,重点推动公共区域车辆全面电动化。截至2022年,全国已有20多个地市参与换电重卡推广。

地方加大对新能源重卡和换电站的补贴政策支持力度。除了国家层面的新能源汽车购置补贴和购置税减免政策外,2022年四川、内蒙古、重庆等地均发布与换电重卡或重卡换电站补贴相关的额外政策,如四川直接对换电重卡给予额外每度电300元的购置补贴,重庆、内蒙古等地对投入运营的换电站给予一次性建设补助。

2. 经济性优势显著。电动重卡在部分应用场景中带来的经济效益明显,电力消耗成本远远低于柴油车。首先,电动卡车利用电能驱动,相比燃油卡车具有更高的能源利用效率,可以节约能源资源;其次,尽管电动卡车的购买成本较高,但运营成本较低,电能的价格相对稳定,而燃油价格波动较大,电动卡车在长期运营中可以节约燃料费用。

换电重卡成本逐渐与柴油重卡接近,降低了购车门槛,在车电分离模式下,换电重卡的初始购车成本接近于柴油重卡。在车电分离模式下,换电重卡无动力车身的购置成本为35万元(不含电池),与柴油重卡已经接近,未来随着技术进步价格还会进一步降低,电动重卡购车门槛将持续降低。

换电模式下重卡运营成本节约明显,全生命周期成本相比柴油重卡减少10%。相比于传统柴油重卡,在柴油价格居高不下的情况下,换电重卡在全生命周期成本具有一定经济性优势。换电模式下,补能耗时仅5分钟,效率高时间段,随着换电站等配套设施逐步完善,换电重卡的推广将会加速。通过测算对比车电分离模式下换电重卡和传统重卡的5年生命周期总成本,基于电池价格1000元/kWh,柴油价格8.0元/L下,得到换电重卡和传统燃油车百千米能源费用分别为280、180元,以重卡7.5年生命周期(100万千米)计算,换电重卡和传统重卡全生命周期成本分别为246.5万元和327.5万元,换电模式下节省成本81万元,较燃油重卡减少24.73%。未来随着电池成本下降,换电重卡经济性持续增强。

3. 节能减排潜力大。得益于电力驱动,纯电动重型卡车可以实现零排放,不产生尾气污染,这对于改善空气质量、减少温室气体排放具有十分重要的意义;纯电动卡车的电力驱动系统噪音低,可以减少城市交通噪音污染,改善居民生活环境;电力驱动提供的换挡便利性和减震效果也大大改善了驾驶员的驾驶环境。值得一提的是,目前纯电动重型货车通常采用机械式多速自动变速器(AMT)驱动,这与传统的AMT系统有所不同。EV—AMT取消了离合器和机械同步器,主动电机同步取代了机械变速箱的被动摩擦同步,从而实现自动换挡。与直接传动系统相比,使用EV—AMT的全电动传动系统不仅能显著提高动力,还能有效降低电动机所需的扭矩,从而降低系统成本。同时,由于变速器的速度控制功能可使电动机保持在高效工作区,因此系统的能耗大大降低,这也是电动重型卡车的一大优势。

四、利用电动重卡助力成品油物流绿色转型的建议

重卡电动化的必要性已形成全球共识,随着我国汽车产业电动化的持续推进,电池技术的创新和换电模式的发展,重卡电动化将迈上新的台阶。传统燃油重卡油耗大,污染大,重卡行业亟需走上主动节能减排道路,电动重卡无疑是最佳选择。在成品油配送场景中,电动重卡电力消耗成本低,能源利用效率高,重卡换点成为成品油物流绿色转型的重要方式。

(一)能源央企应承担起建设国家新型能源体系的重任

随着中央对于国家能源安全的新判断、国际竞争形势的新认识、双碳工作的总体部署,能源央企也应承担起国家新型能源体系建设的重任。早在2010年12月,陕汽集团就携手中国石油、中国海油等能源央企建立中国新能源重卡战略联盟。以国家电力投资集团公司、中国长江三峡集团、中国广核集团、北京能源集团等大型能源央企为代表的能源企业,也先后向电动重卡赛道进发,并积极打造电动重卡物流项目,发展重卡交换电站。三峡绿动在四川洪雅共同打造了“电动重卡绿色物流项目”,每年可为矿区节省柴油消耗约294万升;国电投旗下启源芯动力专注于发展绿电交通,2022年已在全国31省市区域布局超200座重卡充换电站,适配市面上200余款换电重卡,成为了国内领先的规模化换电服务品牌;京能集团与远景、国电投等能源伙伴合作,成功落地了贺州双碳物流电气化项目。该项目一期将交付100台电动重卡并布局换电站。能源央企应树立起绿色物流理念。尽快提高认识和转变观念,应着眼于企业和社会的长远利益,将节约资源、减少废物、避免污染等目标作为企业的长远发展目标。对企业的员工,要培育其绿色生产、绿色消费、绿色产品等意识,使“环保、绿色”的物流管理理念深入人心。

(二)稳步推进以换电站为核心的重卡换电全产业链布局

重卡换电产业链上游对应换电站设备和电池、电机、电控“三电”系统,中游对应换电站运营商和整车制造商,下游对应重卡车队运营方。其中换电站运营是协同全产业链的核心环节。稳步推进重卡换电全产业链布局,在上游应对接换电站设备和三电系统生产商,对比顶部、侧向、双向等不同方位的换电模式,择优确定换电方位模式进行量产。中游对接换电站运营商,积极与政府和企业建立战略合作关系,有序布局规划,选择适建站点,加快项目建设,避免无序竞争,提高运营收益;建立负荷均衡系统和完善的运营平台功能,进行实时监控与调节,防范充换电对电网负荷的不良影响;与整车制造商多方沟通,确定市场可以接受的多种适用车型,为车队提供多样选择。下游对接车队运营方,提供多样电池租赁方案,协助解决车队更新的资金压力。

(三)加强绿色物流理论技术的研究并与高校合作

石油销售企业绿色物流的发展离不开各种专业人才的支持,尤其是对绿色物流理论以及绿色物流务实工作的物流人才更是不可或缺。石油企业应该加强与高校之间的合作,积极支持高校对石油绿色物流理论与技术的研究,有针对性的培养专业人才,缩短人才培养周期,提高培养质量。高校与科研机构应当充分调动产学研合作的积极性,积极促进产学研相结合,将研究成果转化为实践基础,把提升业务人员的理论水平作为提升石油销售企业打造绿色物流的前提。

(四)建立以绿色转型为导向的物流绩效体系

首先,物流基础类的评价指标,物流基础设施,包括物流中心、铁路货场、仓库、监管场所等;物流装备,包括仓库货架、运输设备、装卸机械等;物流工具,包括包装工具、维护保养工具、办公设备等;信息设施,包括通信设备及线路设备、传真设备、计算机及网络设备等。其次,绿色物流功能要素包括绿色运输、绿色仓储、绿色包装、绿色配送等,绿色运输通过新能源货运车辆占比、碳排放减少量、货运量、货损量等指标评价其发展程度;绿色仓储通过光伏一体化仓储设备覆盖率、平均运输成本、空载率等指标评价分析;绿色包装通过企业无公害包装材料使用率评价;绿色配送通过新能源城市配送车辆数量及占比、新增新能源城市配送车辆占新增城市配送车辆的比例、城市新能源纯电动货车与充电桩的配置比例、新能源物流配送车辆便利通行政策、城市配送车辆单位周转量能耗较示范建设期初降低的比例等指标评价其发展程度。最后,通过以绿色物流为导向考核企业物流绩效,引导成品油配送企业走上绿色低碳发展路径,实现节能降碳,完善碳资产管理,创新发掘新的利润源。

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2023年, 第12期
刊出日期:每月上旬
单月刊,1984年创刊
主管单位:中国石油天然气集团有限公司
主办单位:中国石油企业协会,中国石油企业协会海洋石油分会
国际标准刊号:ISSN 1672-4267
国内统一刊号:CN11-5023/F
国外发行代号:M1803
国内邮政编码:100724
广告经营许可证号:京西工商广字第0433号(1-1)

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