页岩革命的真相：环保汽车会消失吗？
添加时间：2013-11-12 11:34:11
来源：日经制造
以相同的热量计，价格不到原油1/4的页岩气也可作汽车燃料。另外，如果页岩油生产在全球推进，原油的产量大幅增加，汽油价格也有望降低。汽油价格降低，对低燃耗的需求就会减退，环保车的存在意义就可能会动摇。
要考虑页岩革命对汽车领域的影响，我们首先来关注两款汽车。一款是在美国乘用车和卡车的所有车型中最畅销的福特汽车的“F”系列。另一款是德国奥迪在2013年3月举行的日内瓦车展上发布的、可以使用天然气和汽油的双燃料车“A3 Sportsback g-tron”。
福特公司长5m以上，宽达2m的大型皮卡。在市区的燃效为15～17mile/加仑（6.4～7.2km/L）。价格为2.407万美元起。
除汽油外，燃料还可以使用天然气。行驶1km的CO2排放量为95g/km，接近普锐斯的89g/km。奥迪计划年内上市该车。价格未定。
F系列是配备大排量发动机的大型皮卡。该系列的主力“F-150”配备排量3.5～6.2L的汽油发动机，美国环境保护署测定的市区模式燃效为15～17mile/加仑（6.4～7.2km/L）。而“普锐斯”（丰田）的市区模式燃效为51mile/加仑（21.7km/L），F-150的汽油消耗量是普锐斯的约3倍。车长超过5m，车宽也达到约2ｍ。是名副其实的大型车。
F系列整体的月销量在2013年1～9月平均为6.22万辆左右。这一期间美国最畅销的乘用车“凯美瑞”的销量约为3.54万辆，F系列为其1.8倍左右，也是环保车的代表——普锐斯销量的约3倍。与上年1～9月的销量相比，F系列大幅增加约20％，而凯美瑞和普锐斯基本持平。
奥迪A3 Sportsback g-tron的特点是，除汽油外，燃料还能使用天然气，也就是页岩气。车身也很小巧，用行驶1km的二氧化碳（CO2）排放量表示的欧洲模式燃效为95g/km，与普锐斯的89g/km相差不远。
该车配备了两个压力为20MPa的压缩天然气（CNG）气罐和容积为40L的汽油罐。因此，在天然气供给基础设施不完善的地区也能确保充足的续航距离。奥迪计划2013年内上市这款车。
在天然气价格因页岩革命而骤降的美国，以目前的天然气和汽油价格为前提，以相同的热量计，天然气的燃料费只需汽油的约一半＊1。成本差距这么大，美国市场的人气车型理应由皮卡变成小型双燃料车。但实际却没有那么简单。
天然气的软肋
我们来了解一下汽车燃料的基本知识。汽车燃料主要要求5点：“能量密度”、“基础设施建设”、“价格”、“CO2削减效果”和“供给量”。原丰田技术人员、负责燃料的研究和调查的分析师星博彦就燃料对汽车便利性的直接影响指出，“能量密度和基础设施建设尤为重要”。其实关于这2点，天然气还存在很多课题（表）。
生物乙醇条目中E后面的数字表示燃料中的生物乙醇浓度，其余成分为汽油。关于高浓度生物乙醇的基础设施建设，巴西用◎表示，美国用△表示，其他地区用×表示。行驶过程中将氢和电的CO2排放量视为零。
气体燃料天然气的能量密度小。因此，要高压压缩后配备在汽车上，这就需要耐高压的气罐，从而导致成本增加。东丽经营研究所产业经济调查部高级经济师福田佳之指出：“以乘用车为例，天然气车要比汽油车贵50万～100万日元左右。其中大部分都是储藏压缩天然气的气罐成本。”也就是说，相当不合算。
因此，在预测天然气车的未来时，上述奥迪公司的双燃料车的价格将受到关注。该车配备的两个CNG气罐采用具备气体阻隔性的聚酰胺层、增强强度的碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）层和耐冲击性优良的玻璃纤维强化树脂（GFRP）层的3层构造。因此，其能否实现比汽油车有竞争力的价格成了重点。
但就行驶距离长的长距离卡车等大型商用车而言，天然气车似已开始普及。福田指出，这是因为，“燃料费的削减效果明显，车辆价格（比汽油车）高出的部分用2～3年就能收回”。
另一个课题——燃料供给基础设施方面，美国在高速公路上推进了天然气加气站的设置，因此主要跑高速公路的大型商用车面临的障碍在逐渐消除。不过，主要在市区行驶的乘用车的基础设施还不算完善。
可以直接使用的GTL轻油
另外，还有用页岩气等天然气制造氢（H2）和液体燃料供汽车使用的方法。
H2因能以较低的成本用页岩气的主要成分甲烷制造，因此有观点认为页岩革命“将推动以H2为燃料的燃料电池车的普及”。但这也不是轻易就能实现的。H2的能量密度比天然气还要低，因此必须高压压缩后储藏到汽车上。其结果是，气罐的成本比CNG气罐还要高。加之燃料电池车本身也正处于开发之中，因此H2作为汽车燃料普及估计还需要相当长的时间。
而GTL为Gas To Liquid的缩略语，是指用天然气制造液体碳化氢的技术以及利用该技术制造的燃料。为避免混淆，这里把制造技术称为GTL技术，把制造的燃料称为合成油（GTL轻油等）。
GTL技术主要由以下三个工序构成：［1］分解天然气，制造由H2和一氧化碳（CO）构成的合成气工序（合成气制造工序）；［2］使合成气的H2和CO反应，制造直链状碳化氢（合成油）和水的工序〔FT（Fischer-Tropsch）合成工程〕；［3］切断合成油的分子链之后进行精炼，提取石脑油、轻油、煤油和润滑油等的工序（提取工序）。
在GTL技术及业务方面领先的是南非沙索公司和英荷壳牌石油公司（以下称壳牌石油）。两公司利用各自的技术，已经在马来西亚、卡塔尔和南非启动了5座量产工厂。总产能按GTL合成油计算超过约20万桶/日。
在日本，国际石油开发帝石公司、吉坤日矿日石能源公司等6家企业与日本石油天然气金属矿物资源机构（JOGMEC）开发了自主GTL技术，2012年1月，实用化已有了眉目。据国际石油开发帝石称，目前，利用该技术的工厂已在开展接单活动。
国际石油开发帝石等6家公司和JOGMEC组成技术研究联盟，开发了国产GTL技术。照片是建在新潟市东港工业园区内、产能为500桶/日（1900L/日）的验证设备。研究联盟已经解散，但据国际石油开发帝石介绍，采用该技术的工厂已但展开接单活动。
实际上，在天然气价格随着页岩革命骤降的美国，GTL工厂建设的计划接连不断。沙索公司计划在美国路易斯安那州莱克查尔斯建设日产能9.6万桶的工厂，壳牌石油公司也计划在墨西哥湾沿岸建设大规模工厂。壳牌石油公司目前正在讨论生产规模等。此外，据认为还有一些尚未公布的计划。比如，拥有GTL工厂所需压力容器的制造技术的日立造船公司表示：“咨询和商洽不断增加，预计2013年度压力容器的订单额将激增”。
GTL轻油的供给量有限
GTL工厂制造的GTL轻油是含硫量低的优质汽车燃料。GTL技术可谓是提高天然气附加值的技术。在原油价格居高不下，天然气价格却趋于降低的情况下，GTL技术能使天然气成为易用的液体燃料，提高其附加值。因此，天然气与原油的价格差越大，其利润也会越大。
但有一个很大的问题存在，那就是供给量严重不足。即使上述新工厂投产，GTL轻油的产量与美国的轻油消费量相比也是微乎其微。星博彦认为，“只能在普通的轻油中少量混合使用”，不足以撑起汽车燃料的一片天。
综上所述，虽然把低价格天然气作为汽车燃料使用在成本方面有很大的好处，但目前似乎还仅限于商用车。因为乘用车还存在CNG气罐的低成本化和燃料供给基础设施的建设等难题。H2的难度比天然气还要大。而用天然气制造的GTL轻油虽然作为柴油车燃料有望具有竞争力，但供给量有限。也就是说，汽车燃料的主角在一段时间内还是原来的汽油和轻油。
不在乎燃效行不行？
那么，页岩革命就不会影响汽车产业了吗？答案是否。实际上影响很大。
这种看法的产生与2012年11月国际能源机构在“世界能源展望”（World Energy Outlook）中给出的预测——“2017年美国将超过沙特阿拉伯成为世界最大的产油国”密切相关。JOGMEC调查部首席研究员伊原贤指出：“‘如果原油丰富，就不用太在意燃效’的看法在美国蔓延开来。”
近年来，以低燃耗为目标的技术开发竞争愈演愈烈主要源于3个原因：［1］因新兴市场国家的经济增长，原油需求增加而价格急剧上升；［2］现有油田因大量开采，原油产量最近趋于减少，原油价格今后可能会进一步提高（“石油峰值论”）；［3］为防止地球变暖，削减CO2等温室气体的排放量成为国际社会的共同目标，为很多发达国家规定了削减量数值目标的《京都议定书》生效。
[1] 然而，尽管的原油（汽油）价格持续居高不下，但如下所述，预计资源量十分充足，因此价格一味上升的风险在降低。［2］方面，由于发现了页岩油和深海油田等新的供给源，原油的资源量相当充裕，因而“石油峰值论”不成立了。［3］方面，《京都议定书》在2012年底结束了第一承诺期，削减CO2排放量的国际框架处于不明确状态，对预防地球变暖的关注在降低。
开篇介绍的福特F系列的高人气或许就体现了美国市场这种“不必太在意燃效”的氛围。这样的话，大型皮卡的需求今后也应该会继续扩大。实际上，不仅是F系列，美国通用汽车的“Silverado”和美国克莱斯勒的“Dodge Ram”等大型皮卡在美国的销售排名中也名列前茅。
某化学企业的负责人指出：“以前日本汽车厂商非常重视低燃耗技术。化学企业为应对这种需求，围绕树脂等轻量材料的开发展开了激烈竞争。如果燃效差不多就行，就需要从根本上调整技术开发战略。”
如果页岩革命扩展到全球，汽油价格下降，对日本厂商在技术上领先的低燃耗环保车的需求可能就会减弱。从长远来看，地球变暖和资源枯竭无疑是巨大课题，但不可否认的是，当前其优先次序可能会降低。
大型车受欢迎是仅限于美国部分用户，还是会扩大到世界范围，似将对今后的技术开发方向产生巨大影响。