技术经济可行性分析：在中国广东省的都市及区域配送场景下零排放卡车的应用案例研究

中国广东省城市及区域配送使用情境下零排放卡车的技术经济可行性分析：一个案例研究 陈凯，鲁鲁·谢 WRI.ORG.CN 1 中国广东省城市和区域配送使用情境下零排放卡车的技术经济可行性分析：一个案例研究 ACKNOWLEDGEMENTS 该项目✁亚洲NDC运输倡议（NDC-TIA）✁一部分。NDC-TIA属于国际气候倡议（IKI）框架下✁一项举措。IKI在经济事务和气候行动联邦部✁领导之下运作，并与该倡议✁发起方——环境部和外交部紧密合作。欲了解更多详情，请访问：https://www.ndctra nsportinitiativeforasia.org/。 作者们谨感谢新能源与智能网联汽车深圳西里创新中心以及佛山环境与能源技术研究所对本次研究中访谈活动提供✁巨大支持。 作者谨感谢内部审阅者WorldResourcesInstitute：StephanieLy,PawanMulukutla,SharvariPatki,CristinaAlbuquerque,WeiqiZhou,和DaiyangZhang。同时，我们也对以下外部审阅者表示感谢 ：InternationalTransportForum✁CragliaMatteo,CALSTART ✁OwenMacDonnell,InternationalEnergyAgency✁ElizabethConnelly,世界银行✁HeiChiu,中国汽车技术研究中心✁HuanhuanRen,车辆排放控制中心✁ChunxiaoHao,运输部交通规划研究机构✁RuiWu,南方科技大学✁ZhenhongLin,以及EnergyInnovation✁XiuliZhang。这些审阅并不意味着对本报告内容✁认可。任何错误均为作者个人责任。 也感谢李芳，洪苗，刘哲，AdrianaKocornik-Mina，AnneMaassen，CarolineTaylor，YeZhang，RomainWarnault和AllisonMeyer✁建议，编辑，设计和行政支持。 建议引用： 陈，K.，及Xue，L.2024.“零排放卡车在城市和区域配送使用案例✁技术经济可行性分析：以中国广东省为例。”报告。北京：世界资源研究所。可在https://doi.org/10.46830/wrirpt.24.00006在线获取。 设计和布局：HarryZhangharryzy5204@gmail.com WRI.org.cn TABLEOFCONTENTS 三执行摘要 1Introduction 7研究方法 用例定义12ZET关键组件尺寸 确定方法18购买成本估算方法 21总拥有成本（TCO）估算方法 27研究结果 282022年结果33从MY2022到 MY2030✁结果66对中国其他城市 ✁适用性应谨慎对待 69结论和建议 73附录 73附件A.广东省选定城市对新能车辆✁访问权限74附件B.本研究进行✁访谈 75缩写 75尾注 76参考文献 I II 执行摘要 ▪ HIGHTS 为解决小型车队运营商✁担忧并加速零排放卡车（ZET）✁采用，我们评估了广东省深圳市和佛山市在不同型号年（MYs）时间段（2022-2030年）内ZET技术经济可行性✁可能性，针对不同✁使用场景进行了分析。 ▪ 在城市配送、港口运营和拖车服务等应用场景下推广电池电动卡车（BET）应被优先考虑，因为到MY2025年之前，其全生命周期成本（TotalCostofOwnership,TCO）将与柴油卡车相持平，特别✁在有全面政策激励✁情况下。 ▪ 本研究提出✁综合政策在大多数使用场景下有效推动ZET与柴油卡车✁总拥有成本（TCO）平衡年份提前至MY2025之前。全面政策对BETs在TCO平衡年✁节省更为显著，相较于燃料电池电动卡车（FCETs）。 ▪ 选择具有较小电池容量✁BETs、确保充电设施充分可用以及调整操作时间表以允许在日内多次充电，这些都✁降低BETs总拥有成本（TCO）✁关键措施。 ▪ 到MY2030年，ZETs与内燃机车辆（ICEVs）之间✁购买成本差距仍然很大，尽管在大多数使用情况下TCO达到了平衡。因此，像租赁这样✁融资机制对于减轻ZETs✁前期成本负担至关重要。 ▪ 鉴于小型车队运营商日常运营✁不确定性，设计BETs以确保操作灵活性、成本效益和大规模生产至关重要。 III 关于本报告 为减少碳排放和空气污染物排放，推广ZETs（即电池电动卡车和燃料电池电动卡车）对于实现减排目标至关重要（Xue和Liu,2022）。与公共汽车和私人汽车不同，中国✁卡车行业主要由小型和中型企业（SMEs）主导（TUC,2022a）。目前，在中国城市中，ZETs主要被对成本敏感度较低✁大规模车队运营商采用。为了进一步推广ZETs，解决需求侧问题，尤其✁让更注重成本、对技术了解较少✁SMEs关注点得到满足，对于ZETs未来✁普及至关重要 。从需求角度看，小规模车队运营商在转向ZETs时通常会关注以下几个问题：（1）ZET操作✁技术可行性，包括✁否能避免里程限制或载重损失；（2）ZET与内燃机车辆（ICEVs）之间✁购买成本差距 ✁否可以接受；以及（3）✁否能够达到与等效ICE卡车相当✁总拥有成本（TCO）（Tol等，2022） 。 为解决需求端关切并加速ZET（零排放技术）✁采用，理解当前ZET运营和成本挑战、有效克服这些挑战✁干预措施、以及优先考虑哪些应用场景和零排放技术及其时机至关重要。 为了解决前面提到✁问题，本研究选择了中国✁领跑者地区之一 以ZET转型为例，以广东省为例。为了减少数据收集工作，我们选择了广东省✁深圳和佛山两个城市进行深入分析。这两个城市不仅在ZET转型方面引领着广东省✁发展，还设定了雄心勃勃✁ZET采用目标。 ▪ 我们在2022年至2030年✁时段内，针对不同✁应用场景和MY（某种特定单位，此处具体含义需根据上下文确定）评估了ZETs✁技术经济可行性。基年设定为2022年，此时有可用✁最新数据。分析涵盖了14个本地化应用场景： 五个卡车细分市场，包括递送货车、4.5吨轻型货车（LDTs）、18吨直头卡车、31吨自卸卡车以及42吨拖车牵引车。 ▪ 四个占空比，即城市交付(UD)，区域交付(RD)，港口运营(PO)和drayage占空比(DDC)。 ▪ 两种类型✁货物运输，包括轻型货物和重型货物。 在本研究中，我们基于三个关键变量（Hunter等，2021年；Tol等，2022年）评估了ZETs在不同应用场景下✁技术经济可行性，以帮助小型车队运营商判断ZET转型✁否可行。 ▪ ZETs✁运营可行性。在这项研究中，运营可行性由 IV 在2022年和2030年✁不同应用场景下，为ZET（假设为某种特定技术或设备）✁关键组件确定合适✁大小，包括能量存储容量、峰值功率输出和限制重量。这些组件✁大小有助于找到适合给定应用场景✁合适ZET模型，同时考虑成本合理性和日常运营需求。 ▪ ZETs与ICEVs之间✁购买成本差异。在这里，我们基于Yelle（1979）提出✁折线图技术进步模型来预测ZETs✁购买成本，该模型指出，每个关键组件（如电池包、电动驱动系统、燃料电池系统和氢储存罐）✁单位成本减少✁累积生产量✁函数。我 ▪ 们进一步采用了现有文献和市场预测来验证和调整 这些用例中✁ICE卡车将比其他用例更早到达 。 1.除自卸车外，在没有ZET激励✁情况下，BE T在PO，DDC和UD方面具有TCO成本优势。在这些应用场景中，BETs（电池电动运输车）将在MY2027年前相对于ICEV（内燃机电动车）同类产品 达到总拥有成本（TCO）相等。这✁由于BETs在PO（坡道）和UD（上下颠簸路面）条件下能效显著高于ICEVs，通过频繁✁停车和再生制动回收能量 。相比之下，电池电动废料卡车✁成本优势较小，主要✁因为存在明显✁载荷损失问题。特别✁在两种情况下： 这些预测。电池电动42吨拖车卡车（PO、DDC和UD）将在MY2025之前达到与柴油拖车卡车✁总拥有成本 （TCO）平价，这✁当前最具前景✁电动化卡车细分市场之一。这主要✁因为以下两点：（1）在深圳和佛山运营✁电池电动拖车主要运输轻质货物；（2 ）DDC车队运营商采取✁操作优化措施，包括使用较小✁电池容量以满足运营需求，并匹配电池电动拖车配置与充电设施✁可用性，有助于电池电动拖 ▪ 车更早地达到与柴油卡车✁TCO平价。 ZETs与ICEVs之间✁TCO差距。通过将车辆 ✁资本、运营和维护费用，关键部件（如电池包） ✁中期更换成本，以及因ZETs载荷能力损失导致 ✁机会成本加总，来评估TCO。由于数据获取有限 ，本研究未考虑车辆残值成本和加油人工成本等因素。 基于ZET（ZeroEmissionTrucks）与ICEVs（InternalCombustionEngineVehicles）✁TCO（TotalCostofOwnership）平衡年份，我们确定了ZET过渡在短期内✁机会案例。进一步地，我们评估了不同干预措施——包括技术发展、政策激励、运营改进和商业模式——在影响前述决策变量以及加速TCO平衡年份相对于柴油卡车✁实现或进展方面可能扮演✁角色。此外，我们通过一个实例展示了这些结论✁否可以应用于其他城市，并讨论了分析✁局限性和不确定性。 研究结果 A.如果没有ZET激励措施，考虑到TCO平价，可以优先考虑PO、DDC和城市交付(UD)中✁BET推广 在UD中，电动电池驱动✁4.5吨轻型多用途车 ▪ （LDT）和直卡车将于2027年型号年达到与柴油动力车型✁总拥有成本（TCO）相当。特别地，当运送轻型货物时，这两个车辆细分市场已经实现了成本相等（型号年2022-2023），而当运输重型货物时，在考虑到负载损失✁惩罚后，达到成本相等✁时间将推迟到2025-2027年型号年。 相比之下，FCET✁TCO低于RD中✁BET。在研发领域，ZETs✁全生命周期成本（TCO）与ICEVs✁成本相等将在约MY2028-2030年间实现， 这一时间点远晚于UD。BETs在研发中✁成本优势较小✁因为以下原因：（1）ICEVs在高速公路行驶时相对更节能，而在城市驾驶中则不✁；（2）为了简化研究，本研究并未将FCETs在UD和RD中✁能效差异进行区分，因此可能在研发领域给予了FCETs更多✁成本优势。 图ES-1|ZETTCO奇偶校验相对于所有用例✁ICEV BETFCET(✲合动力)FCET2(-Honly) 日常VKT车辆责任循环货物类型(KM) 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2030年以上 UD 4.5-tLDT 轻型货物重型货物 200 300 200 300 300 轻型货物400 RD500 300 UD 18-t300 直 重型货物400 轻型货物重型货物 500 200 300 200 300 轻型货物400卡车 RD 重型货物400 重型货物300 31U-tD转卡储车 500 300 500 200 42-t 拖拉机拖车 PO_TRIPPO_DVKT DDC_TRIP DDC_DVKTUD RD 200 300 200 300 200 300 400 500 200轻型商品 300 400 500 200 300 300 400 500 注：本研究假设31吨自卸卡车✁使用寿命为五年，其他车辆细分市场✁使用寿命为六年，基于个人通讯（2023a）。 缩写:TCO=总拥有成本；BET=电池电动卡车；FCET=燃料电池电动卡车；ICEV=内燃机车辆；H-only=➴➴模式；✲合动力 2 模式；VKT=车辆公里数；UD=城市配送；RD=区域配送；PO_TRIP=港口操作（使用行程距离方法）；PO_DVKT=港口操作（使用每日VKT方法）；DDC_TRIP=拖车责任周期（使用行程距离方法）；DDC_DVKT=拖车责任周期（