燃料電池重卡有望率先商業化
來源:中國能源報 2021-06-16
“開發和應用燃料電池重卡逐漸成為全球共識,‘以獎代補’政策驅動我國燃料電池汽車向中重型商用車方向發展,燃料電池推廣也逐步從政府主導的公交車市場向商業化卡車市場過度。”6月8日,在第六屆國際氫能與燃料電池汽車大會上,濰柴新能源科技有限公司總經理、濰柴巴拉德氫能科技有限公司CEO張超的一席話,道出了燃料電池重卡良好的發展態勢。
優勢:
續航能力強、加氫快、低溫性能優越
北汽福田新能源研究院副院長、副總工魏長河表示,目前新能源商用車的主要推廣模式是“平原用電、山區用氫;短距用電、長距用氫”,燃料電池商用車是填補重載長距離運輸要求的重要發展方向。
資料顯示,2017-2020年,全球燃料電池汽車數量從7186輛增至34218輛,其中,美國、中國、日本、韓國發展最為顯著。中國是全球最大的商用車市場,燃料電池汽車保有量已從2015年的10輛增至2020年的7729量。預計2035年燃料電池商用車保有量將達120萬輛,加氫站規模近萬座;計劃2060年中重型燃料電池商用車占中重型商用車的比重接近65%。
據了解,純電動重卡續航能力大多集中在200-300公里,相比之下,燃料電池重卡具有續航能力強、加氫速度快、低溫性能優越等優點。尤其是氫燃料能量密度高,可通過增加氣瓶體積或提高儲氫壓力等方式提高續航能力,使得燃料電池重卡續航普遍能達400公里以上。“燃料電池比能量高,可達0.5-1.0KWH/Kg,特別適合重載車。”中國工程院院士衣寶廉介紹。
同時,燃料電池重卡利好政策不斷。2020年4月,財政部等四部委聯合發布的《關于調整完善新能源汽車補貼政策的通知》提出,要開展新技術、新車型的示范應用,重點推動氫燃料電池車在中重型商用車領域的產業化應用,并向重卡傾斜。2020年9月,財政部等五部委決定開展燃料電池汽車示范應用工作,明確將燃料電池車輛應用場景作為示范應用工作的重點,并設定了燃料電池技術參數創新目標。
同濟大學教授章桐介紹:“去年五部委發布了燃料電池汽車示范城市群申報政策,申報結果雖還未公布,但會有幾個示范城市群首先帶頭進行燃料電池汽車規模化示范應用。”
短板:
加氫困難、購車和運營成本高
目前,上汽、陜汽、徐工集團等車企均已布局燃料電池重卡,并擁有燃料電池牽引車、自卸車和礦用卡車等車型。但同時,目前燃料電池重卡還面臨成本高昂、加氫站建設困難等問題。
輕程(上海)物聯網科技有限公司聯合創始人兼CEO劉可飛表示,燃料電池商用車用戶關注安全性、友好度和經濟性,而經濟性主要受購車成本、氫氣價格、技術進步和物流優化等因素影響。
目前,一座加氫站的建設費用高達1200萬-1500萬元。對此,衣寶廉表示,實施油、氫、電合建站,可大幅降低加氫站的建設費用,同時,考慮成本問題,應先對加氫站依賴程度低的商用車加快商業化進程。
值得注意的是,目前燃料電池重卡價格仍高于燃油車重卡,一輛燃油重卡的價格通常在35萬-40萬元,而一輛49噸燃料電池重卡的價格則在40萬-60萬元。綜合油(氫)耗、油(氫)價等運營成本,燃油重卡每公里成本為2.0-2.3元/km,而49噸燃料電池重卡則在4.2-4.9元/km。
此外,燃料電池重卡載重往往高達數十噸,相較于燃料電池乘用車而言,運行環境更為復雜,在穩定性、可靠性、壽命等方面有著更高要求。
破題:
降低能耗+關鍵技術攻關
“受限于加氫站布局,目前燃料電池重卡多應用于鋼廠、港口等特定區域。因此,大功率、長壽命、低成本、高環境適應性是燃料電池重卡未來的發展方向?!睆埑硎?。
他預計,目前燃料電池重卡續航里程約為400公里,未來將提至800-1000公里,整備質量將由11噸降至9噸,使用壽命將由15000小時增至30000小時,使用成本將由480元/百公里降至200元/百公里,并能適應更低溫度。
同時,根據美國能源部數據,當燃料電池重卡產量達到5-10萬輛級別時,價格才可與傳統柴油重卡競爭。
那么,如何實現這一目標?對此,金龍聯合汽車工業(蘇州)有限公司氫燃料電池技術經理楊琨表示,未來對于電電混合(氫燃料電池發動機的電與車載電池的電混合)的動力架構的能量采取控制策略,該公司將推動基于規則的能量控制策略向基于優化的控制策略轉化,以此降低燃料電池汽車能耗。
上海重塑能源科技有限公司應用工程部執行總監孫北認為,燃料電池重卡規模化發展的主要任務是建立規?;茪溆脷涞木G色能源體系,建設基于場景需求的基礎設施,開發和驗證可持續的商業場景,突破產品關鍵技術。
此外,鄭州宇通客車股份有限公司燃料電池高級經理、河南省燃料電池與氫能工程技術研究中心主任張龍海還表示,燃料電池商用車需根據不同車型、應用場景提高燃料電池響應能力,開發功率型動力電池,優化控制技術,并降低同等車型動力電池用量。