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以相同的熱量計,價格不到原油1/4的頁岩氣也可作汽車燃料;另外,如果頁岩油生產在全球推進,原油的產量大幅增加,汽油價格也有望降低。汽油價格降低,對低燃耗的需求就會減退,環保車的存在意義有可能因此動搖嗎?
要考慮頁岩革命對汽車領域的影響,我們首先來關注兩款汽車。一款是在美國乘用車和卡車的所有車型中最暢銷的福特汽車的「F」系列。另一款是德國奧迪在2013年3月發佈,可以使用天然氣和汽油的雙燃料車「A3 Sportsback g-tron」。
F系列是配備大排量引擎的大型貨卡。該系列的主力「F-150」配備排量3.5~6.2L的汽油引擎,美國環境保護署測定的市區模式燃效為15~17mile/加侖(6.4~7.2km/L)。而「普銳斯」(豐田PRIUS)的市區模式燃效為51mile/加侖(21.7km/L),F-150的汽油消耗量是普銳斯的約3倍,車長超過5m,車寬也達到約2m,是名副其實的大型車。
F系列整體的月銷量在2013年1~9月平均為6.22萬輛左右。這一期間美國最暢銷的乘用車「Camry」的銷量約為3.54萬輛,F系列為其1.8倍左右,也是環保車的代表——普銳斯銷量的約3倍。與上年1~9月的銷量相比,F系列大幅增加約20%,而Camry和普銳斯基本持平。
奧迪A3 Sportsback g-tron的特點是,除汽油外,燃料還能使用天然氣,也就是頁岩氣。車身也很小巧,用行駛1km的二氧化碳(CO2)排放量表示的歐洲模式燃效為95g/km,與普銳斯的89g/km相差不遠。
該車配備了兩個壓力為20MPa的壓縮天然氣(CNG)氣罐和容積為40L的汽油罐。因此,在天然氣供給基礎設施不完善的地區也能確保充足的續航距離,奧迪計劃2013年內上市這款車。
在天然氣價格因頁岩革命而驟降的美國,以目前的天然氣和汽油價格為前提,以相同的熱量計,天然氣的燃料費只需汽油的約一半。成本差距這麼大,美國市場的人氣車型理應由貨卡變成小型雙燃料車,但實際卻沒有那麼簡單。
天然氣的弱點
我們來了解一下汽車燃料的基本知識。汽車燃料主要要求5點:「能量密度」、「基礎設施建設」、「價格」、「CO2削減效果」和「供給量」。原豐田技術人員、負責燃料的研究和調查的分析師星博彥就燃料對汽車便利性的直接影響指出,「能量密度和基礎設施建設尤為重要」。其實關於這2點,天然氣還存在很多課題,如下表。
氣體燃料天然氣的能量密度小,因此,要高壓壓縮後配備在汽車上,這就需要耐高壓的氣罐,從而導致成本增加。東麗經營研究所產業經濟調查部高級經濟師福田佳之表示,「以乘用車為例,天然氣車要比汽油車貴50萬~100萬日元左右。其中大部分都是儲藏壓縮天然氣的氣罐成本」,也就是說,相當不划算。
但就行駛距離長的長距離卡車等大型商用車而言,天然氣車似已開始普及。福田認為,這是因為「燃料費的削減效果明顯,車輛價格(比汽油車)高出的部分用2~3年就能收回」。
另一個課題——燃料供給基礎設施方面,美國在高速公路上推進了天然氣加氣站的設置,因此主要跑高速公路的大型商用車面臨的障礙在逐漸消除。不過,主要在市區行駛的乘用車的基礎設施還不算完善。
可以直接使用的GTL輕油
另外,還有用頁岩氣等天然氣製造氫(H2)和液體燃料供汽車使用的方法。
H2因能以較低的成本用頁岩氣的主要成分甲烷製造,因此有觀點認為頁岩革命「將推動以H2為燃料的燃料電池車的普及」。但這也不是輕易就能實現的,H2的能量密度比天然氣還要低,因此必須高壓壓縮後儲藏到汽車上。其結果是,氣罐的成本比CNG氣罐還要高。加之燃料電池車本身也正處於開發之中,因此H2作為汽車燃料普及估計還需要相當長的時間。
而GTL為Gas To Liquid(天然氣製合成油)的縮略語,是指用天然氣製造液體碳化氫的技術以及利用該技術製造的燃料。為避免混淆,這裡把製造技術稱為GTL技術,把製造的燃料稱為合成油(GTL輕油等)。
GTL輕油的供給量有限
GTL工廠製造的GTL輕油是含硫量低的優質汽車燃料,GTL技術可謂是提高天然氣附加值的技術。在原油價格居高不下,天然氣價格卻趨於降低的情況下,GTL技術能使天然氣成為易用的液體燃料,提高其附加值。因此,天然氣與原油的價格差越大,其利潤也會越大。
但有一個很大的問題存在,那就是供給量嚴重不足。即使新工廠投產,GTL輕油的產量與美國的輕油消費量相比也是微乎其微,不足以撐起汽車燃料的一片天。
綜上所述,雖然把低價格天然氣作為汽車燃料使用在成本方面有很大的好處,但目前似乎還僅限於商用車,因為乘用車還存在CNG氣罐的低成本化和燃料供給基礎設施的建設等難題。H2的難度比天然氣還要大,而用天然氣製造的GTL輕油雖然作為柴油車燃料有望具有競爭力,但供給量有限。也就是說,汽車燃料的主角在一段時間內還是原來的汽油和輕油。
不在乎燃效行不行?
那麼,頁岩革命就不會影響汽車產業了嗎?答案是否。實際上影響很大。
這種看法的產生與2012年11月國際能源機構在「世界能源展望」(World Energy Outlook)中給出的預測——「2017年美國將超過沙烏地阿拉伯成為世界最大的產油國。」JOGMEC調查部首席研究員伊原賢表示,「『原油豐富的話,就不用太在意燃效』的看法在美國蔓延開來」。
近年來,以低燃耗為目標的技術開發競爭愈演愈烈主要源於3個原因:〔1〕因新興市場國家的經濟增長,原油需求增加而價格急劇上升;〔2〕現有油田因大量開採,原油產量最近趨於減少,原油價格今後可能會進一步提高的「石油峰值論」;〔3〕為防止地球變暖,削減CO2等溫室氣體的排放量成為國際社會的共同目標,為很多發達國家規定了削減量數值目標的《京都議定書》生效。
然而,儘管〔1〕的原油(汽油)價格持續居高不下,但如下所述,預計資源量十分充足,因此價格一味上升的風險在降低。〔2〕方面,由於發現了頁岩油和深海油田等新的供給源,原油的資源量相當充裕,因而「石油峰值論」不成立了。〔3〕方面,《京都議定書》在2012年底結束了第一承諾期,削減CO2排放量的國際框架處於不明確狀態,對預防地球變暖的關注在降低。
文章開頭介紹的福特F系列的高人氣或許就體現了美國市場這種「不必太在意燃效」的氛圍。這樣的話,大型貨卡的需求今後也應該會繼續擴大。實際上,不僅是F系列,美國通用汽車的「Silverado」和美國克萊斯勒的「Dodge Ram」等大型貨卡在美國的銷售排名中也名列前茅。
某企業的負責人指出:「以前日本汽車廠商非常重視低燃耗技術,企業為應對這種需求,圍繞樹脂等輕量材料的開發展開了激烈競爭。如果燃效差不多就行,就需要從根本上調整技術開發戰略」。
如果頁岩革命擴展到全球,汽油價格下降,對日本廠商在技術上領先的低燃耗環保車的需求可能就會減弱。長期來看無疑會面臨地球變暖和資源枯竭等巨大課題,但不可否認的是,當前的優先次序可能會降低。
大型車受歡迎是僅限於美國部分用戶,還是會擴大到世界範圍?似將對今後的技術開發方向產生巨大影響。(記者:高田憲一,《日經製造》)
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