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【产业与公司】氢能重卡,商业化有望提速

发布时间:2024-04-26 作者:

  文/张子鹏 

  近期,一个利好消息让氢能板块的企业为之振奋。 

  2月29日,山东省交通运输厅等三部门发布《关于对氢能车暂免收取高速公路通行费的通知》,该通知指出自3月1日起,对山东省高速公路安装ETC套装设备的氢能车辆暂免收取高速公路通行费,试行期为2年。 

  2023年以来,氢能受到社会各界的广泛关注。在今年的全国两会上,氢能产业作为前沿新兴产业被首次写入政府工作报告。随着以燃料电池为代表的氢能开发利用技术取得重大突破,氢能重卡的商业化发展开始“加速”。 

    

  为何选在山东? 

  为什么该试点出现在山东? 

  一方面,山东是全国首个氢能大规模推广应用的示范省份。2021年4月,科学技术部与山东省政府签署“氢进万家”科技示范工程框架协议,安排国家拨款1.5亿元人民币,实施周期为5年。 

  另一方面,作为第一、二、三产业全覆盖的大省,山东省拥有大量氢能产业链公司,并已经建成多座加氢站,能够为氢能重卡的进一步推广提供保障。 

  免收高速费后,氢能重卡迎来了降本盈利的“春天”。根据测算,在山东省境内,一辆49吨长途牵引车在免除高速费的情况下,全生命周期内(五年)TCO成本(总体拥有成本)基本可以节省20%以上,假设济南-青岛高速单日往返年运营天数按320天计算,五年内TCO成本可节省240万元左右,相当于节省了将近两辆重卡的购置成本。 

  中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高曾表示,近年来,氢燃料电池汽车相关技术水平大幅提升,百公里氢耗从26千克下降到7.1千克,续航里程从100千米提高到500千米,用氢成本逐渐降低,推动着氢燃料电池汽车相关产业的发展完善。 

  氢能重卡作为一种高效、清洁、零碳排放的新能源汽车,近年来受到广泛关注,从中央到地方,我国出台了多项有关氢能汽车的政策。不过,同济大学汽车学院院长余卓平表示,氢能重卡想要实现商业化落地,还要看政策的推进力度以及产业链的协同能力。 

    

  氢能为什么更适配于重卡 

  2017年,中国重型汽车集团有限公司推出了一款氢燃料港口牵引车,成为我国首台重卡产品。随后,解放、东风、红岩等车企也相继推出相关氢燃料重卡产品,目前部分企业已经实现量产。 

  “从技术、成本、配套设施等方面来看,氢燃料电池汽车在商用车领域的应用更具优势,特别是在长途重载运输领域潜力巨大。”车夫咨询合伙人曹广平表示。 

  目前,我国燃料电池重卡的发展已进入初级商业化阶段。在北京、天津、河北等地已有多个示范项目,包含上千台氢能重卡,涵盖多领域、多类型应用场景。 

  据中国工程院预计,燃料电池重卡会在未来5~10年内实现商业化运营,逐步替代传统燃油车市场。 

  为什么氢能与重卡的适配度这么高? 

  政策方面,近年来,中央及地方政府密集出台氢能相关政策,从发展路线、产业规划、补贴措施等方面,全方位支持氢燃料电池产业发展,并且逐渐向氢能重卡领域倾斜。2020年,财政部、工信部、科技部、国家发展改革委、国家能源局联合发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,随后批准五大示范应用城市群,各城市群氢燃料电池汽车推广目标较为积极。2021年出台的《2030年前碳达峰行动方案》中明确,推动运输工具装备低碳转型,推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆,加快氢能技术研发和示范应用,探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。2022年,国家发展改革委、国家能源局发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,确定2025年发展目标为推动燃料电池车辆保有量达到约5万辆。 

  功能方面,相比传统燃油重卡,氢能重卡拥有无污染、零排放等优点,更符合当前环保需求。并且,氢能的能量密度也远高于柴油,这意味着其拥有更强的续驶能力和更快的补能速度,能够为公路运输行业提供更大的便利性。 

  除了传统燃油重卡,即使与纯电重卡等新能源车型相比,它也具有续行能力强、环境适应性强等优势,还能很好地满足在港口、机场、矿山等场景下的补能需求。罗兰贝格全球合伙人兼大中华区副总裁方寅亮分析认为,燃料电池在重卡领域的商业化落地“可能会更快”。 

  经济方面,虽然初期投入成本较高,但氢能重卡在全生命周期的运营成本上却具有突出优势。例如,在加氢站的投入上,氢能重卡的成本要远小于氢能乘用车成本。这主要是由于重卡多用于物流配送,路线相对固定,因此配套的加氢站可以依托高速网络中的交通枢纽建设,成本可大幅降低。我国山西阳泉建设的氢能重卡示范加氢站,一天就可满足固定路线上约70辆氢能重卡的加氢需求。而乘用车的应用场景主要为城市市区,在路线不固定的情况下,很难满足所有乘用车随时随地的加氢需求。 

  此外,在使用年限上,随着氢燃料电池转换技术的突破,实验室中燃料电池的普遍寿命为5000小时,高于锂电池的3000小时。因此,其长期使用成本低于纯电动卡车。 

    

  实现商业化,降本是关键 

  2018年,中国科学院院士干勇就曾表示,“柴改氢”是推进氢能应用的一个重要方向,预计到2050年,将有超过50%的重型卡车将氢燃料电池作为发动机。 

  中国拥有巨大的重卡市场。据相关数据统计,2023年我国重型卡车产量为91万辆。电子商务的火热点燃了国内物流行业对于重卡的需求,同时,受国内经济稳步回升、海外市场需求保持高位、天然气重卡需求持续旺盛、行业车辆更新需求加速等因素驱动,2024年重卡市场继续回暖已成行业共识。一汽、重汽、上汽等多家企业纷纷预测,2024年,中国中重卡销量将突破100万辆。 

  我国高速公路铺设里程长、覆盖范围广,有利于建设更多加氢站。数据显示,截至2023年6月,我国加氢站共建成351座,全球占比达32.2%,预计到2025年和2035年,我国加氢站数量将分别达到1000座和5000座。  

  无论从全球低碳减排的大环境看,还是从国内的政策趋势看,氢能重卡的发展都一片向好。 

  以河钢工业技术服务有限公司为例,截至2023年10月,该公司累计运营255辆氢能重卡,累计行驶里程为389万千米,完成减碳3851吨,其他污染物累计减排126.92吨,经济效益、环保效益明显。 

  可以看出,一方面,政府有关燃料电池示范城市的补贴奖励,能在一定程度上解决现阶段氢能重卡的使用成本问题。另一方面,随着氢能产业链逐步成熟,未来制氢用氢成本以及车辆售价有望不断下探,氢能重卡的优势将进一步凸显。 

  以储氢瓶制造的关键原材料碳纤维复合材料为例,其成本和性能对储氢瓶的成本和使用性能影响较大。根据美国能源局的研究成果,碳纤维复合材料的成本占到储氢瓶成本的60%以上。目前,由中国石化研制的大丝束碳纤维已经实现了国产化,下一步有望推广到储氢瓶的制造当中,未来,储氢瓶成本有望下降。 

  专家表示,氢燃料电池汽车的成本有望在2025年大幅下降,在更多区域实现应用推广。 

  “氢能重卡已接过氢能客车的‘接力棒’,成为我国燃料电池汽车商业化落地的‘排头兵’。”上海骥翀氢能科技有限公司董事长付宇表示。他认为,从长远来看,氢能重卡的能效优势非常明显。 

  但也有观点认为,现在谈氢能重卡的“商业化元年”还为时尚早。 

  “成本过高是氢能重卡面临的一大核心问题,如果不能将车辆的制造成本、购置成本和使用成本降下来,氢能重卡很难实现大规模推广应用。”四川成都新能源汽车产业推广应用促进会秘书长范永军表示。 

  聚焦国内,目前我国氢能燃料电池技术相较于国际先进水平还存在较大差距,比如燃料电池系统的有效性、可靠性还有待提高。 

  在国家燃料电池汽车及动力系统工程中心副主任马天才看来,只有当核心技术难题被攻克,基础设施建设更完备,才能有效推动氢能重卡快速发展。“氢的高效存储是行业面临的主要难题,未来亟待加强车载储氢系统的技术攻关。另外,制氢、储运以及加氢站建设等问题同样限制着氢能重卡的普及应用。在车辆配置方面,储氢罐(瓶)至燃料电池间的供气环节安全性等问题,也给燃料电池系统制造者提出了更高要求”。 

  (编辑:赵卉寒)