隨著“雙碳”目標(biāo)的穩(wěn)步推進(jìn)，重卡、攪拌車等工程車輛有望率先實(shí)現(xiàn)氫燃料電池動(dòng)力的轉(zhuǎn)型。無(wú)論是從政策的傾斜，還是實(shí)際產(chǎn)銷量的表現(xiàn)來(lái)看，氫能重卡已經(jīng)成為燃料電池汽車規(guī)模化推廣的關(guān)鍵突破口。

我國(guó)燃料電池汽車市場(chǎng)發(fā)展過(guò)程中，氫能重卡如何開始躍升為氫車推廣的“主角”？接下來(lái)，燃料電池企業(yè)該如何發(fā)力？氫能重卡的規(guī)?；逃眠€需突破哪些難關(guān)？本篇文章將進(jìn)行系統(tǒng)的梳理。

重卡成為氫車投運(yùn)的主戰(zhàn)場(chǎng)

2023年以來(lái)，氫能重卡儼然成為當(dāng)前我國(guó)氫車運(yùn)行的主力。根據(jù)高工氫電產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）《燃料電池汽車銷量》數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)，2023年1-11月國(guó)內(nèi)燃料電池汽車上牌銷量達(dá)到5219輛，同比增長(zhǎng)39%，其中燃料電池重卡銷量2644輛，占比超過(guò)50%。

從2023年國(guó)內(nèi)氫能汽車的訂單、推廣情況看，氫能重卡也表現(xiàn)非常突出，可以說(shuō)發(fā)展得“如火如荼”，列舉案例如下：

氫能重卡相對(duì)其它車型之所以發(fā)展迅速，有一個(gè)重要原因，那就是一批鋼鐵類、煤化工類企業(yè)以及大型物流園區(qū)在投用氫能重卡。

這從上表中亦可看出。比如8月30日，由氫沄新能源與晉南鋼鐵集團(tuán)簽署合作協(xié)議，氫沄新能源公司將為晉南鋼鐵集團(tuán)提供300臺(tái)49噸氫燃料電池牽引車；9月4日，飛馳科技交付49T燃料電池牽引車為張家口市的熱電廠提供煤炭短倒運(yùn)輸服務(wù)以及市內(nèi)建筑垃圾倒運(yùn)；鵬飛集團(tuán)首批氫能通勤客車、首輛氫能裝載機(jī)在山西孝義投運(yùn)；10月28日，首批110臺(tái)宇通氫能源重卡正式交付遷安市九江線材有限責(zé)任公司并投入運(yùn)營(yíng)。

鋼鐵公司、煤化工企業(yè)和大型物流園區(qū)成為氫能重卡運(yùn)營(yíng)的主要擔(dān)當(dāng)力量，究其原因，主要有以下幾點(diǎn)：

其一，國(guó)家環(huán)保部對(duì)發(fā)電、有色、鋼鐵等六大高耗能企業(yè)有環(huán)保評(píng)級(jí)（A、B、C、D），如果是B類企業(yè)，每年進(jìn)入10月份到第二年4月份是不允許滿負(fù)荷生產(chǎn)，只能按照60%進(jìn)行；如果是C類企業(yè)，要接受幫扶整治；如果是D類，要被淘汰關(guān)停。這類企業(yè)投運(yùn)氫能重卡有助于提升環(huán)保評(píng)級(jí)，加快綠色轉(zhuǎn)型。

其二，煤焦鋼鐵等氫能重卡應(yīng)用場(chǎng)景已趨于成熟，陜西、山西、河北等區(qū)域已逐漸形成應(yīng)用閉環(huán)。這些場(chǎng)景應(yīng)用氫能重卡的主要驅(qū)動(dòng)力是重污染傳統(tǒng)企業(yè)的環(huán)保達(dá)標(biāo)壓力大，且龍頭企業(yè)基本都有戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的需求。加之煤焦鋼行業(yè)的運(yùn)力豐富，若加氫站建設(shè)步伐加快，氫氣價(jià)格做到≤25元/kg，氫能重卡續(xù)航更長(zhǎng)、價(jià)格更低，商業(yè)化推廣進(jìn)程將進(jìn)一步加快。

其三、主要城市的港口和物流基地應(yīng)用氫能重卡潛力大。這些應(yīng)用場(chǎng)景也有大量運(yùn)力，應(yīng)用氫能重卡的驅(qū)動(dòng)力首先是新能源路權(quán)，以及在碳積分政策推動(dòng)下，包括宜家、可口可樂(lè)等在內(nèi)的世界500強(qiáng)企業(yè)加快碳減排行動(dòng)。在這些場(chǎng)景下，氫能重卡已初步打開局面。

其四，氫能車輛方面，通過(guò)融資租賃的方式，讓氫能重卡與燃油重卡租賃成本基本持平的價(jià)格租賃給鋼鐵化工企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)，在用氫價(jià)格合理的情況下，氫能重卡運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性有所凸顯。

其五，氫氣供應(yīng)與應(yīng)用上，這類企業(yè)普遍富余工業(yè)副產(chǎn)氫，比如，美錦能源、晉南鋼鐵、河鋼集團(tuán)、鵬飛集團(tuán)、榮程集團(tuán)、中國(guó)寶武等企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)氫氣自供。源于副產(chǎn)氫豐富，這類企業(yè)氫氣定價(jià)較低，比如山西工業(yè)副產(chǎn)氫可以做到槍口價(jià)25元/kg（個(gè)別企業(yè)甚至能低于20元/kg），這大大降低了企業(yè)氫車運(yùn)營(yíng)的成本。

新需求下，燃料電池系統(tǒng)向大功率進(jìn)階

從燃料電池企業(yè)的角度來(lái)看，氫能重卡要實(shí)現(xiàn)從小批量示范到更大范圍的應(yīng)用推廣，仍有諸多需要解決的問(wèn)題，其中一個(gè)重要的挑戰(zhàn)是功率提升帶來(lái)的技術(shù)要求提高。

“由于重卡等工程車輛對(duì)動(dòng)力要求比較高，從實(shí)際使用情況來(lái)看，49噸牽引車動(dòng)力要超過(guò)211.5kW，45噸攪拌車動(dòng)力動(dòng)力需求在200.7kW以上，54噸自卸車動(dòng)力需求更是在240.8kW以上?！?三一氫能科技總經(jīng)理宛朝輝博士表示，200kW動(dòng)力需求只是氫能工程車輛的“起步價(jià)”。

目前燃料電池汽車的動(dòng)力總成是由燃料電池系統(tǒng)和動(dòng)力電池組構(gòu)成。以現(xiàn)在國(guó)內(nèi)49噸的氫燃料電池重卡為例，其續(xù)航里程在300—450公里之間。重卡配備的燃料電池系統(tǒng)功率大多在60-150kW的區(qū)間，同時(shí)需要再配備容量為60-140kWh的鋰電池作為儲(chǔ)能。

一般情況下，當(dāng)燃料電池重卡使用中功率110kW的燃料電池系統(tǒng)，其需要同時(shí)搭配大于100kWh的動(dòng)力電池組。在實(shí)際使用過(guò)程中，當(dāng)車輛啟動(dòng)或負(fù)荷較小時(shí)，由動(dòng)力電池工作；當(dāng)加速、上坡或載重負(fù)荷較大時(shí)，燃料電池和動(dòng)力電池共同工作；等到巡航時(shí)，功率恒定負(fù)荷較小，僅需燃料電池工作；在減速下坡以及剎車的時(shí)候，負(fù)荷較小，動(dòng)力能量回收，再給動(dòng)力電池組充電。

氫璞創(chuàng)能副總經(jīng)理賴平化告訴高工氫電，當(dāng)前一些中小功率的氫能重卡還無(wú)法適應(yīng)高速公路運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，這些車輛在急加速、爬坡以及超載情況下，需要?jiǎng)恿﹄姵胤烹娧a(bǔ)償燃料電池系統(tǒng)功率，若時(shí)間一長(zhǎng)，便容易造成動(dòng)力電池組欠電，導(dǎo)致重卡無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工作。

在過(guò)去，受限于技術(shù)和材料成本，裝車的燃料電池功率相對(duì)尚小。隨著國(guó)內(nèi)燃料汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展成熟，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也正慢慢接近真正的市場(chǎng)需求。2023年以來(lái)，燃料電池系統(tǒng)功率正朝著200+kW邁進(jìn)，未來(lái)會(huì)達(dá)到300kW級(jí)別甚至更高。

未來(lái)隨著燃料電池的設(shè)計(jì)水平、工藝技術(shù)和制造能力有長(zhǎng)足進(jìn)步，電堆關(guān)鍵材料和核心部件性能得到顯著提升，大功率的燃料電池系統(tǒng)還有進(jìn)一步挖掘的空間。

規(guī)模化商用還要突破哪些難關(guān)？

燃料電池從小批量示范走向大規(guī)模商用，性價(jià)比是繞不過(guò)去的“攔路虎”。

根據(jù)乘交強(qiáng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年1-11月，國(guó)內(nèi)新能源重卡市場(chǎng)累計(jì)銷售2.8萬(wàn)輛，同比累計(jì)增長(zhǎng)47%，其中純電動(dòng)車型在新能源重卡市場(chǎng)占到89.86%的份額，與去年全年占比基本持平，燃料電池重卡占比9.30%，在去年的基礎(chǔ)上提升了0.44個(gè)百分點(diǎn)。

與同為新能源重卡的純電動(dòng)車型相比，氫能重卡存在接近10倍的差距。如果要實(shí)現(xiàn)氫能重卡的大規(guī)模推廣，就要讓其與燃油重卡、純電動(dòng)重卡在市場(chǎng)上比拼經(jīng)濟(jì)性。要改變這些，需要加快產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)降本，同時(shí)還要從商業(yè)模式上去解決燃料電池汽車貴、氫氣貴和加氫難的問(wèn)題。

從燃料電池降本提效的角度，氫璞創(chuàng)能董事長(zhǎng)歐陽(yáng)洵博士給出了自己的思考，在他看來(lái)，重卡電堆技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如下：大功率（300kW+）、長(zhǎng)壽命（30000小時(shí)+）、高性能（＞4.5kW/L）、低成本（＜600元/kW）。

作為燃料電池電堆頭部企業(yè)、代表企業(yè)，氫璞創(chuàng)能一直著力于降本增效，2023年年初就正式發(fā)布了300kW的HV系列石墨板電堆，目前正在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，計(jì)劃在2024年推出一個(gè)性能更優(yōu)、成本更低的HV Plus版本。

從商業(yè)模式的角度，宛朝輝博士分享了三一氫能科技?xì)淙剂想姵刂乜òl(fā)展的“三階段”發(fā)展理論。在起步階段，通過(guò)降低燃料電池系統(tǒng)成本，將整車燃料電池系統(tǒng)額定功率提升到220kW，并將鋰電池降到60kWh以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)將整車成本降低到80萬(wàn)左右。

此時(shí)，氫能重卡應(yīng)選擇在國(guó)內(nèi)部分氫氣價(jià)格在10-20元/kg的地區(qū)，如鋼廠、煤礦等擁有豐富且便宜的副產(chǎn)氫區(qū)域，開始示范運(yùn)營(yíng)。加氫站就設(shè)立在這些用氫場(chǎng)景現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)在高速路況下，氫能重卡氫耗降到12kg/百公里時(shí)，就可以和純電動(dòng)重卡比肩經(jīng)濟(jì)性。

在發(fā)展階段，氫能重卡商業(yè)化達(dá)到千輛規(guī)模，氫能重卡燃料電池系統(tǒng)額定功率提升到260kW，并將鋰電池降到40-50kWh，整車成本將降到60萬(wàn)。此時(shí)，可以選擇在氫氣成本20-30元/kg的區(qū)域運(yùn)營(yíng)，氫能重卡的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景范圍將擴(kuò)大。

在成熟階段，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步發(fā)展，氫能重卡燃料電池系統(tǒng)額定功率提升到300kW，并將鋰電池降到20-30kWh，氫能重卡整車成本降低到40萬(wàn)。此時(shí)，氫能重卡的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景可以是氫氣成本≥30元/kg的地區(qū)。當(dāng)出現(xiàn)大規(guī)模的用氫場(chǎng)景，綠氫和管道輸氫也就會(huì)具備經(jīng)濟(jì)性，這時(shí)就可以全面布局加氫站了。

目前三一氫能科技已經(jīng)邁出追求性價(jià)比的第一步，已有5輛氫燃料電池?cái)嚢柢囈呀?jīng)正常運(yùn)營(yíng)7月有余，平均行駛里程達(dá)25200km。