因此,重卡氢化是解决这一问题的重要途径,也是氢能应用的突破场景,不少地方政府,积极支持氢能重卡落地,不断出台相关补贴优惠政策。氢燃料电池在乘用车领域不具备竞争力,而与重卡结合更具优势,更适合固定路线、中长途干线和高载重场景。
氢燃料电池是将储存在氢燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置,能量密度高,在续航里程、补充燃料时间方面优点突出,由于其能量转换不受卡诺循环的限制,转换效率可达90%,根据测算,用氢能重卡取代柴油重卡,每辆车每年可以减碳80吨。
氢燃料电池在极端低温环境,依然能够保持稳定的运行状态,其续航性能相对稳定,较少受到外界气温或行驶速度的影响,氢能重卡可在零下30度的环境温度下使用,这一特点使得它在长途运输中能有效弥补传统电力驱动汽车的能效短板。
氢燃料电池加氢就像加油一样,只需5—15分钟就能加满。与柴油燃料技术相比,氢燃料在规模和数量上更相似,而且在运营操作上更熟悉,这可能会减少过度障碍。
我国已初步掌握氢燃料电池及其关键零部件、动力系统、整车集成和氢能基础设施等核心技术,氢燃料电池的成本已经得到了极大的降低,可以逐步适应商业化推广,根据燃料电池商用车降本路径展望,近年成本有望较目前下降30%。
从短期来看,纯电用车的系统成本略占优势,但是从长远发展以及氢燃料电池的技术不断地更新迭代速度来看,电动化无法成为重卡领域碳中和的主要解决方案。氢能燃料电池重卡是纯电动重卡的替代品。
目前氢能重卡上路的障碍是加气站,加氢站是氢能应用的重要环节,截至2024年6月,我国已建成加氢站540座,数量全球第一,增速领先全球,但满足重卡上路还差得远,目前,全球已有超过120座液氢加氢站,我国液氢加氢站的发展仍处于起步阶段。
还有氢能运输成本高,针对这一问题,许多地方正在想办法,目前,电解水制氢有四大技术路径,其中碱性电解水制氢(AWE)是目前最主流的技术路线,市场占有率约为 95%,我国碱性电解水技术已完成商业化进程,产业链整体比较成熟。
在中国东南部地区,特别是在上海和广东等地,已提出一系列措施促进加氢站内电解水制氢技术的发展思路,比如佛山在应急部门的联合下,选择站内天然气重整制氢的方式,采用撬装式制氢装置,占地面积小,不需办理危化品经营许可证,节省了储运成本的同时降低加氢站建设成本。
内蒙古自治区相关部门发文,允许在化工园区外建设太阳能、风能等可再生能源电解水制氢项目和制氢加氢站,太阳能、风能等可再生能源电解水制氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。
燃油重卡退出历史舞台只是时间问题,而氢能重卡是重卡领域未来最为环保的选择。近期投运的氢能重卡在整车适配、制造成本、运营氢耗等方面都有了新的提升。
2023年我国重型卡车销售量为67.19万辆,其中氢燃料重型卡车销售量为2382辆,渗透率为0.35%,市场空间巨大。
其实,在物流上,氢能应用呈现一幅小步快走、多点快进的景象。除了重卡以外,整体看,氢燃料电池动力叉车也有广泛的应用,工作效率比锂电池动力叉车高40.6%,,具有加氢快、寿命长、运行稳等优点,更为重要的是我国氢能在水域交通的应用也取得了突破。
水域交通作为高碳排放领域,氢燃料电池船舶及港口氢能技术的应用成为我国绿色航运转型的核心方向,已形成从技术验证到商业化运营的完整链条。
船舶普遍采用“氢燃料电池+锂电池”混合动力系统,能量转换效率超55%,续航能力持续突破,2024年国产船用35MPa高压储氢罐实现商业化,储氢密度达5.7wt%,成本下降40%。
预计2030年,会构建“氢能港口-氢能船舶-氢能物流”的全产业链生态,氢能船舶市场规模超200亿元,覆盖内河货运、港口拖轮、滨海旅游等领域。
我国在液态氢海洋长距离运输方面,也实现了突破,2024年10月23日中国海油完成全球最远液态氢海运示范项目,首次实现吨级以上液氢跨洋运输,为全球氢能长距离、高效运输树立了新标杆。
随着氢能的技术的进步,其应用也在迅速扩展中,比如液氢无人机,能够满足军用、民用领域对无人机航时逐渐增长的需求,可以在低空经济、低空物流应用中发挥重要作用。
2024年7月,签收的国成功研制出首架液氢动力无人机样机并完成首飞,该无人机配备了轻型低温液氢储罐和氢燃料电池系统,这是液氢应用于低空飞行器的突破性成就。
近期,协氢长续航大载重无人机在枣庄市邮政EMS开启应用;由氢航科技提供动力的FC30大疆运载无人机也在舟山实现跨海岛物资运输,与锂电无人机相比,从整个产品生命周长来看,氢能无人机经济性更强。液氢燃料的能量密度约为航空煤油的3倍,机载液氢是未来氢动力无人机的重要发展方向。
技术创新与产业融合将成为推动氢能应用的关键,氢能其突出的特点和优势已让市场主体更加关注其商业价值和应用场景,未来,随着液氢储运、大功率燃料电池等核心技术的突破,氢能重卡有望成为氢能产业市场化的关键突破口。
氢燃料电池重卡将有望成为新能源重卡主流,满足钢铁、矿山、港口、城建、城市运输等多个场景多元化的零碳运输车需求。我们欣喜地看来,氢能重卡市场呈现出订单“百辆”起步的趋势,我国的长远目标是在全国范围内构建“两纵四横”的氢能高速公路网。
氢能重卡能否像电动汽车那样弯道超车,现在还不好说,但走的路线,似乎与国内电动乘用车走的路线相似:先补贴,再探索,接着升级,然后大面积铺开。
三、政府发力,剑指一盘大棋
国家与地方政府,布局的是氢能全产业链,包括制、储、运、加、用各环节,都有深度布局、目标是一盘大棋。
其实,从推进氢能重卡批量上路角度来说,地方政府的目的不只是“上路”,不仅有环保角度的考虑,更在于产业链的培养,地方经济借氢能重卡打开一扇新的大门。
各级政府试图从产业链角度,助力氢能重卡发展,促进地方经济升级,地方政府将氢能重卡作为聚集产业发展的虹吸效应,推动产业链企业强强联手,突破氢能核心技术和关键材料瓶颈,进而推动交通、工业等用能终端的能源消费转型和应用落地,进一步加速产业链良性循环和创新发展。