摘要： 近年來(lái)，國(guó)際油價(jià)高企、基建放緩與運(yùn)輸需求下滑，疊加國(guó)家“雙碳”政策的實(shí)施，促使商用車(chē)物流運(yùn)輸行業(yè)面臨新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、運(yùn)力過(guò)剩及運(yùn)價(jià)下行的多重挑戰(zhàn)。在此背景下，車(chē)輛的全生命周期成本（TCO）成為用戶購(gòu)車(chē)時(shí)的重要考量因素。本文聚焦于牽引車(chē)，構(gòu)建了涵蓋購(gòu)置、使用、維護(hù)、殘值及環(huán)境成本的全面T C O 分析模型，對(duì)燃油、燃?xì)?、電?dòng)、氫燃料及甲醇等不同能源形式的牽引車(chē)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性量化對(duì)比。此研究旨在為物流企業(yè)提供科學(xué)依據(jù)，助力其優(yōu)化技術(shù)路線選擇與運(yùn)營(yíng)策略，實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約與綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：牽引車(chē)；技術(shù)路線；TCO 分析

中圖分類號(hào)：U462 DOI ：10.20042/j.cnki.1009-4903.2024.03.001

0 引言

低碳化已成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)方向之一。當(dāng)前，各國(guó)整車(chē)企業(yè)正積極采取多元化策略，加速推進(jìn)不同技術(shù)路線的發(fā)展與進(jìn)步，這些技術(shù)路線涵蓋了燃油、燃?xì)狻㈦妱?dòng)、燃料電池以及甲醇等多種類型。

傳統(tǒng)燃油車(chē)的優(yōu)勢(shì)在于購(gòu)車(chē)成本低、加油設(shè)施普及，缺點(diǎn)在于排放污染大、燃油價(jià)格受?chē)?guó)際油價(jià)影響波動(dòng)較大；燃?xì)廛?chē)以天然氣為清潔燃料，優(yōu)勢(shì)在于排放污染較少、運(yùn)營(yíng)成本較低，缺點(diǎn)在于加氣站覆蓋率低、售價(jià)普遍高于燃油車(chē)；電動(dòng)車(chē)優(yōu)勢(shì)在于零排放、噪聲低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低，缺點(diǎn)在于購(gòu)車(chē)成本高、充電設(shè)施不足、續(xù)航里程受限、不適合長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)?；氫燃料?chē)的優(yōu)勢(shì)在于零排放、長(zhǎng)續(xù)航里程、燃料可再生，缺點(diǎn)在于基礎(chǔ)設(shè)施不完備、氫氣能源成本高、安全性要求高；甲醇則具備與傳統(tǒng)油車(chē)相似的性質(zhì)，能夠利用現(xiàn)有加油站進(jìn)行儲(chǔ)存和輸送，且對(duì)車(chē)輛結(jié)構(gòu)的改造較為容易，加之燃料費(fèi)用約為汽油的50%且能效高、CO2 及PM2.5 排放少，正受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注與投入[4]。不過(guò)，甲醇的毒性和腐蝕性可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)耐久性，且其熱值較低、啟動(dòng)性差，可能限制了在極端環(huán)境下的應(yīng)用。

鑒于各類牽引車(chē)均擁有獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)，本文將從客戶用車(chē)的全生命周期成本（ TCO） 角度出發(fā)，深入分析并評(píng)價(jià)燃油、燃?xì)狻㈦妱?dòng)、氫燃料及甲醇牽引車(chē)在經(jīng)濟(jì)性方面的表現(xiàn)，以期為物流企業(yè)和用戶提供科學(xué)的決策依據(jù)。

1 TCO 分析模型

TCO（Total Cost of Ownership） 即車(chē)輛的全生命周期成本，是指產(chǎn)品從用戶購(gòu)買(mǎi)、使用維護(hù)到最終產(chǎn)品報(bào)廢這一過(guò)程中所發(fā)生的成本總額，幫助用戶了解車(chē)輛的整體支出，從而選擇最佳的運(yùn)輸車(chē)型和增值服務(wù)。TCO 成本（Ct） 主要由5 部分組成：購(gòu)置成本（Cb）、使用成本（Cu）、維護(hù)成本（Cm）、車(chē)輛殘值（Cs）和環(huán)境成本（Ce）[1]。計(jì)算方法見(jiàn)公式（1） ：

Ct=Cb+Cu+Cm-Cs+（Ce） （1 ）

式中，TCO 成本（Ct） 為汽車(chē)在全生命周期所發(fā)生的總成本；購(gòu)置成本（Cp） 為消費(fèi)者在初期購(gòu)買(mǎi)車(chē)輛時(shí)的支出費(fèi)用， 包括購(gòu)車(chē)費(fèi)用、購(gòu)置稅、上牌費(fèi)用等；使用成本（Cu） 為車(chē)輛在全生命使用周期內(nèi)的所有能源使用費(fèi)用、保險(xiǎn)費(fèi)用及車(chē)船稅；維護(hù)成本（Cm） 為車(chē)輛的維修、保養(yǎng)費(fèi)用；車(chē)輛殘值（Cs） 為車(chē)輛開(kāi)滿一定期限后， 用戶對(duì)車(chē)輛進(jìn)行轉(zhuǎn)賣(mài)處置的折舊費(fèi)用；環(huán)境成本（Ce） 包括限行、補(bǔ)能時(shí)效、便利性等影響車(chē)輛使用效率的因素。在本次TCO 分析中，暫不考慮環(huán)境成本（Ce） 的影響。

2 不同技術(shù)路線成本及關(guān)鍵參數(shù)預(yù)測(cè)分析

根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)行情的深入分析，本文繪制了搭載不同動(dòng)力系統(tǒng)車(chē)輛的核心部件當(dāng)前價(jià)格及其在2030-2035 年的趨勢(shì)預(yù)計(jì)，如表1 所示 。

3 不同路線TCO 成本分析

在對(duì)比燃油、燃?xì)?、電?dòng)、氫燃料、甲醇這5 款不同動(dòng)力形式的牽引車(chē)時(shí)，本次計(jì)算選取了市場(chǎng)主流的6×4 牽引車(chē)型作為分析對(duì)象。

3.1 購(gòu)置成本

在評(píng)估5 款車(chē)型的購(gòu)置成本時(shí)，我們主要參考了當(dāng)前市場(chǎng)行情中的車(chē)輛價(jià)格。值得注意的是，電動(dòng)車(chē)、氫燃料車(chē)和甲醇車(chē)作為新能源汽車(chē)，通常享有來(lái)自政府的政策扶持，包括不同程度的購(gòu)車(chē)補(bǔ)貼和免征購(gòu)置稅等優(yōu)惠政策。由于各地政策存在差異，且政府補(bǔ)貼的具體金額和條件可能隨時(shí)間變化，因此在本分析中暫時(shí)不考慮政府補(bǔ)貼的具體影響。電動(dòng)車(chē)、氫燃料車(chē)和甲醇車(chē)均按免征購(gòu)置稅計(jì)算。車(chē)輛上牌費(fèi)及雜費(fèi)、車(chē)輛運(yùn)營(yíng)證一般由4S 店代辦，普遍價(jià)格為1 000元左右。具體購(gòu)置成本分析見(jiàn)表2。

3.2 使用成本

鑒于不同車(chē)型的車(chē)價(jià)差異，其保險(xiǎn)費(fèi)用亦有所不同。本分析未納入新能源汽車(chē)享受的車(chē)船稅免征政策優(yōu)惠。車(chē)型全生命周期行駛里程為100 萬(wàn)km，年均行駛里程為20 萬(wàn)km，其中高速公路行駛占比高達(dá)90%?？紤]到全國(guó)各地高速公路收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)略有差異，本分析采用基本費(fèi)率2.4 元/km 作為計(jì)重收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

各動(dòng)力能源計(jì)算單價(jià)均按照市場(chǎng)水平。此外，燃油車(chē)在行駛過(guò)程中還需額外消耗尿素液，以滿足國(guó)Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)。人員工資在不同情境下相對(duì)固定，所以本分析未將其納入計(jì)算范圍。不同技術(shù)路線牽引車(chē)使用成本分析見(jiàn)表3。

3.3 維護(hù)成本

車(chē)輛的維護(hù)成本涵蓋了定期保養(yǎng)與日常使用中的維修費(fèi)用，其中輪胎更換費(fèi)用占據(jù)顯著比例。針對(duì)本文所選的6×4 牽引車(chē)型，主車(chē)配備10 個(gè)輪胎，掛車(chē)配備12 個(gè)輪胎，輪胎壽命設(shè)定為20 萬(wàn)km，即每年需更換一次，底盤(pán)輪胎單價(jià)1 200 元/ 個(gè)，掛車(chē)輪胎單價(jià)800 元/ 個(gè)，因此年輪胎更換費(fèi)用為2.16 萬(wàn)元，全生命周期（5 年100萬(wàn)km）內(nèi)輪胎更換總費(fèi)用為10.8萬(wàn)元。

除了輪胎更換這一共同費(fèi)用外，不同動(dòng)力源車(chē)型在日常維護(hù)上各有其特定成本和注意事項(xiàng)：

燃油車(chē)和燃?xì)廛?chē)需定期更換發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油及濾芯，變速器、緩速器、驅(qū)動(dòng)橋等部位的潤(rùn)滑油或齒輪油，并需對(duì)后處理系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行清潔及濾芯更換，以確保燃料清潔度和尾氣排放達(dá)標(biāo)。此外，燃油車(chē)還需對(duì)尿素系統(tǒng)進(jìn)行清洗，并更換尿素泵濾芯。

電動(dòng)車(chē)具有零排放和低噪聲的優(yōu)勢(shì)，其維護(hù)成本相對(duì)較低。由于電動(dòng)車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)總成，因此可以節(jié)省與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的維護(hù)費(fèi)用。電動(dòng)車(chē)僅需定期更換電池電機(jī)冷卻液、變速器及驅(qū)動(dòng)橋等潤(rùn)滑油，并需更換打氣泵油過(guò)濾和打氣泵空氣濾清器。

氫燃料車(chē)同樣具備零排放和高效能特點(diǎn)，但其維護(hù)成本相對(duì)較高。鑒于氫氣的高溫高壓特性，需定期檢查發(fā)動(dòng)機(jī)外殼及電纜以確保安全。同時(shí)，氫氣的純度和去離子導(dǎo)電率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至關(guān)重要，需定期檢查去離子導(dǎo)電率并更換燃料電池系統(tǒng)的去離子器及冷卻液。

甲醇車(chē)日常維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目與傳統(tǒng)燃油燃?xì)廛?chē)相似，但考慮到甲醇對(duì)汽車(chē)部件可能產(chǎn)生的腐蝕影響，需采取特別處理措施（ 如防腐蝕措施），這可能會(huì)增加特定的維護(hù)成本。

維修保養(yǎng)費(fèi)用因車(chē)型、品牌、使用條件等因素而異，無(wú)統(tǒng)一固定數(shù)據(jù)。經(jīng)估算，電動(dòng)車(chē)的年維修保養(yǎng)費(fèi)用設(shè)定為2 000元，而其余4 款車(chē)型（ 燃油車(chē)、燃?xì)廛?chē)、氫燃料車(chē)、甲醇車(chē)）的年維修費(fèi)用統(tǒng)一設(shè)定為5 000 元。具體維護(hù)成本分析見(jiàn)表4。

3.4 車(chē)輛殘值

車(chē)輛殘值是指車(chē)輛在使用一段時(shí)期后， 將其轉(zhuǎn)賣(mài)處置的折舊價(jià)格， 該價(jià)格取決于車(chē)輛轉(zhuǎn)賣(mài)時(shí)的狀態(tài)， 包括性能表現(xiàn)、可靠性程度以及日常維護(hù)的保養(yǎng)情況等多個(gè)方面。本文選取的牽引車(chē)在完成5 年行駛100 萬(wàn)km 后， 可以認(rèn)為車(chē)輛殘值較低。車(chē)輛殘值以5% 計(jì)算。具體車(chē)輛殘值分析見(jiàn)表5。

3.5 環(huán)境成本

包括限行、充能時(shí)間和使用便利性等影響車(chē)輛使用效率的因素，在本次TCO 分析中，暫不考慮環(huán)境成本的影響。

綜上，不同動(dòng)力形式牽引車(chē)按照全生命周期5 年100 萬(wàn)km 的TCO 成本見(jiàn)表6。

4 新能源車(chē)型未來(lái)TCO 成本預(yù)測(cè)

隨著環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)和清潔能源技術(shù)的飛速發(fā)展，電動(dòng)車(chē)、氫燃料車(chē)及甲醇車(chē)作為未來(lái)交通工具的重要方向，正受到前所未有的關(guān)注。隨著電動(dòng)車(chē)技術(shù)的不斷成熟與產(chǎn)量的大幅提升，規(guī)?；?yīng)顯現(xiàn)，加之電池成本的快速下降，電動(dòng)車(chē)的生產(chǎn)制造成本將持續(xù)降低。同時(shí)，充電設(shè)施的廣泛普及也將進(jìn)一步降低電動(dòng)牽引車(chē)客戶的購(gòu)買(mǎi)與使用成本。不過(guò)值得注意的是，續(xù)航里程依然是影響電動(dòng)車(chē)普及應(yīng)用的關(guān)鍵因素，需要業(yè)界持續(xù)努力進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化。

隨著氫燃料技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)計(jì)在2030 年，氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施將得顯著完善，氫燃料加氫站點(diǎn)的建設(shè)將更加普及。2030 ～2035 年，被視為商用車(chē)燃料電池系統(tǒng)全面達(dá)到產(chǎn)業(yè)化要求的關(guān)鍵時(shí)期。在此階段，通過(guò)不懈努力，燃料電池系統(tǒng)的額定功率、質(zhì)量功率密度、系統(tǒng)效率及環(huán)境適應(yīng)性將得到進(jìn)一步提升，目標(biāo)是將燃料電池系統(tǒng)成本降低至600 元/kW[2]。

在車(chē)載儲(chǔ)氫系統(tǒng)方面，當(dāng)前主要采用高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)，儲(chǔ)氫瓶多為Ⅲ型，以35 MPa 高壓容器儲(chǔ)氫為主流應(yīng)用方案。值得注意的是，70 MPa 儲(chǔ)氫技術(shù)已取得重大突破，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)已推出氫氣瓶產(chǎn)品，但在關(guān)鍵材料（ 如碳纖維等氣瓶生產(chǎn)材料） 及零部件（ 如瓶口閥、減壓閥、氫濃度傳感器等） 方面，仍較大程度依賴進(jìn)口。預(yù)計(jì)將在2030 ～2035 年實(shí)現(xiàn)Ⅳ型瓶的批量生產(chǎn)，并推動(dòng)液氫溫區(qū)瓶口閥的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，力爭(zhēng)將系統(tǒng)成本控制在氫氣2 000 元/kg（ 以儲(chǔ)氫能力計(jì)） 以內(nèi)。

對(duì)于燃料電池商用車(chē)而言，預(yù)計(jì)在2030～2035 年，其整車(chē)成本有望控制在50 萬(wàn)元以內(nèi)。就氫氣運(yùn)輸而言，當(dāng)前主要依賴20 MPa 長(zhǎng)管拖車(chē)進(jìn)行。短期內(nèi)（3～5 年），計(jì)劃通過(guò)增加長(zhǎng)管拖車(chē)數(shù)量或提升運(yùn)輸氫氣的瓶組壓力（ 降低20% 的公路運(yùn)輸費(fèi)用） 來(lái)優(yōu)化成本。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著氫氣輸配管道的建設(shè)，預(yù)計(jì)氫氣的運(yùn)輸成本將降低80%以上。因此，到2030～2035 年，氫氣單價(jià)有望達(dá)到25 元/kg，這將極大降低客戶的用車(chē)成本。

我國(guó)甲醇當(dāng)前生產(chǎn)工藝以煤制（ 灰醇） 為主，綠醇相對(duì)較少，在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)推動(dòng)下，綠醇迎來(lái)發(fā)展風(fēng)口。目前，全球范圍內(nèi)雖已有許多港口和碼頭建立了甲醇存儲(chǔ)、分銷(xiāo)基礎(chǔ)設(shè)施[6]，但綠色甲醇價(jià)格依舊高昂，導(dǎo)致其在貿(mào)易市場(chǎng)上的體量相對(duì)較小，與傳統(tǒng)灰醇在價(jià)格上相比尚不具備競(jìng)爭(zhēng)力。我們假設(shè)到2030 年，甲醇車(chē)使用灰醇的成本將與當(dāng)前價(jià)格持平，并基于此進(jìn)行TCO 成本的計(jì)算。2030 年不同技術(shù)路線TCO 成本預(yù)測(cè)見(jiàn)表7。

從圖2 可以看出，目前氫燃料車(chē)的TCO 成本相較于燃油車(chē)、燃?xì)廛?chē)、電動(dòng)車(chē)以及甲醇車(chē)而言較高，而電動(dòng)車(chē)與燃?xì)廛?chē)TCO 成本相當(dāng)，經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。展望至2030 年前后，隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，電堆和氫氣的價(jià)格預(yù)計(jì)將會(huì)有所下降。這一趨勢(shì)將使得氫燃料車(chē)的TCO 成本逐漸接近傳統(tǒng)燃油車(chē)的水平。而對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)而言，隨著電池技術(shù)的不斷成熟和規(guī)模化生產(chǎn)帶來(lái)的成本降低，電機(jī)等關(guān)鍵部件的價(jià)格也將進(jìn)一步下降。這些因素共同作用，將使得純電動(dòng)汽車(chē)的全生命周期成本進(jìn)一步降低，從而進(jìn)一步擴(kuò)大其在經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)論

本文通過(guò)建立牽引車(chē)全生命周期成本分析模型，綜合考慮了購(gòu)置、使用、維護(hù)以及殘值等多項(xiàng)成本，對(duì)燃油、燃?xì)狻㈦妱?dòng)、氫燃料及甲醇5 種技術(shù)路線車(chē)型進(jìn)行了量化對(duì)比分析。當(dāng)前，得益于電費(fèi)成本低和電池技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)車(chē)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，而受氫氣成本高和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后影響，氫燃料車(chē)的應(yīng)用推廣還有很長(zhǎng)的路要走。

展望至2030 年前后，電動(dòng)車(chē)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)預(yù)計(jì)將得到進(jìn)一步鞏固，但續(xù)航里程或成為其在特定場(chǎng)景下，尤其是長(zhǎng)途標(biāo)載市場(chǎng)中推廣的關(guān)鍵瓶頸。與此同時(shí)，隨著制氫技術(shù)的不斷突破和氫氣基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善，氫燃料車(chē)的經(jīng)濟(jì)性有望進(jìn)一步提升。其快速補(bǔ)能的優(yōu)勢(shì)能夠有效緩解續(xù)航里程的焦慮，加之雙碳目標(biāo)的強(qiáng)力推動(dòng)，氫燃料車(chē)有望迎來(lái)重大的發(fā)展機(jī)遇。

此外，傳統(tǒng)能源車(chē)輛盡管面臨著新能源車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，但憑借其能耗的持續(xù)降低和在某些場(chǎng)景下的性能優(yōu)勢(shì)，仍將在一定范圍內(nèi)并存發(fā)展。而甲醇車(chē)，作為一種新興的清潔能源車(chē)型，其環(huán)保特性和發(fā)展?jié)摿ν瑯又档藐P(guān)注，未來(lái)或?qū)⒃谔囟I(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

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