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氫能重卡從樣車到商用 還需要跨越幾道門檻?
(時間:2019-12-5 9:25:21)
   自今年9月,江鈴燃料電池牽引車進入工信部324批《道路機動車輛生產企業及產品公告》之后,中國氫能重卡領域不斷迎來利好消息。
   10月17日,大運的首款燃料電池牽引車進入工信部325批《道路機動車輛生產企業及產品公告》。
   10月21日,由國投中科、青島前灣集裝箱碼頭、機科(山東)重工、江蘇奧新四家參與研發、測試的3臺氫能源集卡車正式投入實景測試運營。
   11月16日,上汽紅巖攜旗下紅巖燃料電池自卸車亮相青島國際院士港協同創新成果展示與對接合作研討會。
   在不到3個月的時間里,接連有4款氫能重卡亮相,國內氫能行業討論、期待已久的氫能重卡似乎就要迎來產業化的“春天”。
   然而,從樣車到商用,中國的氫能重卡仍需跨越重重難關。
   重卡“柴轉氫”背后:摘下污染大戶標簽
   隨著國家對環保的日益重視,從交通領域節能減排成為全球共識,而重卡作為污染大戶,自然成為推動節能減排的重點領域。
   根據中國機動車環境管理年報(2018),全國重型貨車在汽車總保有量中占比僅3.1%,但一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、顆粒物四項污染物排放量卻均在20%以上,是當前空氣污染“主力軍”。
   不根治排放大戶的柴油重卡,藍天保衛戰也就無從談起。
   為此,中國政府通過政策手段來引導重卡行業轉型,一方面,強化重卡的排放標準,規定從2019年開始,重型卡車燃料消耗量限值在2015年基礎上加嚴約15%,并限制燃油卡車進城。
   另一方面,強調對新能源車的落地推廣,通過持續的補貼,以及各地的不限行、不限號等優惠政策,加速推進國內主機廠進軍新能源卡車的商業化。
   與中國的情況類似,其它各國政府也出臺了類似的政策和要求。
   美國監管法規規定,2027年前將拖車、貨運卡車的燃油效率提高25%;歐盟也于2018年5月制定卡車碳排放目標,提出2025年二氧化碳減排達7%,2030年減排達16%的標準,并呼吁各成員國加快首個重型車輛二氧化碳排放標準立法。
   節能減排的現實需要和政府的強勢引導,給重卡“柴轉氫”創造了有利的外部條件。
   氫能重卡的優越性:重載和長距離
   如果僅從節能環保的角度考慮,燃料電池并非唯一選項。相比于處在樣車階段的氫能卡車,大量的純電動物流貨運車已經進入商業運營狀態,燃料電池要有自己的獨特優勢才能在商用運輸卡車領域后來居上。
   “氫能重卡的優勢在于更符合重卡重載的實際需求?!憊諞患倚履茉瓷逃貿凳諧∽薌喔嫠吒吖で獾?,不同于輕卡和廂式物流車等中小型商用貨運車型,重卡的載重大,對能源供應系統的要求更高。
   從實際運營端的反饋來看,純電動并不能完全滿足卡車的運營需求。實際調研顯示,總質量小于3.5噸的微型電動商用車,在成本、容積、續航、行駛品質等方面已經可以基本替代同價位燃油車。
   但在大于3.5噸的商用車上,考慮車輛載重引起的能耗、自重增加等問題,純電動車型囿于自重、續航等性能局限,已經無法成為此類車型的最優選擇。這在重卡領域體現得更加明顯。
   “如果49噸的牽引車用純電動作為動力的話,需要用到的鋰電池重量就有將近10噸左右?!?nbsp;國內一家燃料電池系統企業副總認為,就算不考慮電池成本,附加過多的重量也擠壓了重卡寶貴的貨運空間。
   與鋰動力電池相比,氫燃料電池具備更長的續航里程、更短的充電(加氫)時間、更輕的重量、更大的性能提升空間等顯著優點,自然也就更適合長距離運輸領域的重型卡車。
   氫能重卡商用還需跨越多道關卡
   氫能重卡在最關鍵的環節,氫燃料電池方面的關卡已經初步打通。
   “從氫燃料電池的角度來看,技術上已經不存在太大的問題?!憊諞患胰劑系緋仄笠底芫砣銜?,在過去的2年時間里,國內的氫燃料電池技術取得較大的突破,燃料電池系統的額定功率正在向100kW以上邁進。
   高工氫電了解到,率先上公告的江鈴燃料電池牽引車所使用的氫燃料電池系統,由上海杰寧新能源科技發展有限公司和清能股份合作開發。這款燃料電池采用超薄非常規流道石墨極板單堆,其系統額定功率達到95kw,可配載33噸牽引質量,加最高8噸牽引車頭,總載重42噸。
   整體來看,隨著燃料電池技術的不斷突破,國內對氫能重卡的研發、推廣已日漸重視,但從產業化的角度來看,仍需破解諸多難題。
   首先需要解決的就是氫能重卡的儲氫問題。
   由于重卡的載重大,運輸距離遠,因此所需要的儲存的氫氣自然也就更多。然而,國內現階段的儲氫裝置------氫氣瓶并不能滿足實際的運營需求。
   “國內目前普遍投入運營的氫氣瓶是35Mpa標準的,如果在氫能重卡上使用,就需要裝更多的氫氣瓶?!憊諞患儀餛科笠導際醺涸鶉巳銜?,當前標準下的35Mpa氫氣瓶難以滿足儲存更多氫氣的需求。
   事實上,目前我國沿用的高壓儲氫瓶的相應標準是GB/T35544-2017《車用壓縮氫氣鋁合金內膽碳纖維全纏繞氣瓶》。
   “這一標準意味著70MPaⅢ型瓶可以經過檢測試驗安全后上車運行,而70MPaIV型瓶的法規標準仍然是一片空白?!鄙鮮鱟ㄒ等聳咳銜?,IV型瓶基體采用塑料材料,具有重量輕、成本低、質量儲氫密度大等優點,更適合用于氫能重卡儲氫。
   然而,在儲氫容量方面更有優勢的IV型瓶,還缺乏有效的驗證,更因為曾經在安全方面出過問題而被“冷藏”。
   “在2015-2016年,車載天然氣氣瓶采用過IV型瓶(與IV型氫瓶類似),出廠時這些氣瓶都符合相關規范,結果裝車后出現了問題,引發了安全事故?!幣晃皇煜ぶ泄履茉瓷逃貿凳諧〉耐蹲嗜聳扛嫠吒吖で獾?,安全事故導致法規標準制定者很抵觸IV型瓶,至今仍然沒有放開。
   當然,除了儲氫環節,現階段用氫成本高昂也是一大難題。
   從長三角、珠三角、京津冀等地的加氫站實地應用的情況來看,35-45元/公斤是當前主流的氫氣到站價格。再加上加氫站的服務費用,終端用戶用氫價格通常在60元左右。
   常規的氫能物流車每百公里耗氫量大約是3公斤左右,至少需要180元/百公里,而重卡的耗氫量還要稍多些。柴油車每百公里耗油約為18升左右,以當前的價格計算(6.69元/升)折合120元左右。
   如果考慮到國補和地補的存在,部分地區還對終端氫價進行了價格補貼,使得車主最低能用40元左右的價格用上氫,這樣就基本與柴油的價格持平。
   但是,放眼補貼取消后的市場,用氫成本還有待降低,這也需要市場需求來推動。
   “只有氫能的應用起來了,成本問題最終會得到解決?!敝泄こ淘涸菏扛捎略硎?,在國內的主要港口大量地、密集地使用氫能重卡,加氫站的建設規模就可以擴大,成本也會在規模效應下得以降低。
   值得注意的是,現階段國內的氫能重卡只是少數進入《道路機動車輛生產企業及產品公告》,并且尚未進入正式的推薦目錄,還需要經過實際路測運營的驗證。隨著江鈴、大運和上海紅巖等主機廠相關車型的推出,氫能重卡的商業化進程將會提速。 
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