專欄作者：宋佳-中科創(chuàng)星
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保有量只占全國總量的7.9%，一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物及顆粒物的排放量，卻分別占到汽車排放總量的10%、18.8%、60%與84.6%以上。

這是最新《中國移動源環(huán)境管理年報(bào)（2019）》所顯示的柴油貨車污染情況。

柴油貨車一般為重型貨車，即我們通常所說的重卡。

主要用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、公路貨物運(yùn)輸、碼頭貨物運(yùn)輸?shù)取?/p>

其“重載”功能要求必須使用功率更高的柴油發(fā)動機(jī)，會造成嚴(yán)重污染。

我國擁有全球最大的重卡市場，產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的50%，位居世界第一。

所以，重卡減排，勢在必行。

“重型汽車不可能用純電動”

早在三年前，重卡行業(yè)在國務(wù)院《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》的驅(qū)動下，掀起了一陣“純電動”之風(fēng)。

解放、重汽、陜汽、大運(yùn)、比亞迪等車企都曾力推純電動重卡。

然而，由于成本高、自重大、續(xù)航里程短、動力不足等，純電動重卡僅是曇花一現(xiàn)。

據(jù)汽車總站網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，新能源卡車銷量在2018年達(dá)到最高點(diǎn)后，就開始出現(xiàn)斷崖式下跌。

2020年的前5個(gè)月，銷量僅為12693輛。

而且，新能源卡車的占比也一直處于低位。

面對純電動重卡的“叫好不叫座”，在 “30/60”升級減排目標(biāo)下，沉淀多年的氫燃料電池為重卡轉(zhuǎn)型帶來了新的機(jī)會。

在2019年的“跨國公司領(lǐng)導(dǎo)人青島峰會”上，山東重工、濰柴集團(tuán)、中國重汽董事長譚旭光曾做出 “重型汽車不可能用純電動”的推論。

他認(rèn)為，未來的長途用車仍以柴油機(jī)為主，短途會被混合動力替代。

燃料電池可能是重型商用車的終極路線。

如今，這個(gè)預(yù)言似乎正在一步步走向現(xiàn)實(shí)。

去年12月25日，濰柴宣布首臺國產(chǎn)200噸以上氫燃料-鋰電池混合能源礦用卡車自卸車成功下線。

由濰柴動力、中國氫能聯(lián)盟、國家能源集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)。

4月22日，川威集團(tuán)、億華通、大運(yùn)汽車三方簽約，聯(lián)合開展“西部首條氫燃料電池重卡示范線”項(xiàng)目。

6月8日，長城控股旗下未勢能源科技與大運(yùn)、東風(fēng)、福田三家企業(yè)合作發(fā)布“百輛氫能重卡示范項(xiàng)目”。

由未勢能源，搭載上燃動力自主研發(fā)的111KW燃料電池系統(tǒng)超越-300EP，聯(lián)合開發(fā)的氫能重卡車型，配套雄安新區(qū)“容易線”建筑骨料運(yùn)輸需求。

各大車企、氫燃料電池研發(fā)集團(tuán)紛紛“抱團(tuán)”入局。

這也從側(cè)面透露出一個(gè)信息：氫燃料電池車為重卡轉(zhuǎn)型提供了新可能。

同樣，重卡也為多年來“叫好不叫座”的氫燃料電池車找到了一條可落地變現(xiàn)的路。

氫燃料電池車入局為何選重卡？

從理論上來看，氫是終極的清潔能源。

在氫燃料電池中，氫氣進(jìn)入電池，在催化劑的作用下氧氣與質(zhì)子（氫離子）和電子共同產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，為車輛提供電能。

水和熱量是唯一的排放物。

這種沒有污染的電池，早在1838年就已經(jīng)問世。

隨后在太空（1960年NASA采用的培根燃料電池）、發(fā)電、小型機(jī)械和電氣設(shè)備供能等領(lǐng)域大放異彩。

1991年，Roger Billings研發(fā)了第一輛氫燃料汽車，氫燃料電池技術(shù)正式進(jìn)軍汽車領(lǐng)域。

2009年，中國通過購置補(bǔ)貼的方式支持氫燃料電池車的發(fā)展。

然而，由于核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件缺失、國內(nèi)企業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、加氫設(shè)施建設(shè)難等難題，氫燃料電池車在與純電動的 “較量”中逐漸敗下陣來。

截至2020年底，我國氫燃料電池車?yán)塾?jì)保有量僅7000多輛。

去年9月，氫燃料電池終于迎來轉(zhuǎn)機(jī)。

在第七十五屆聯(lián)合國大會上，我國提出：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。

碳中和的實(shí)現(xiàn)必須推動上游高耗能行業(yè)及下游應(yīng)用同步轉(zhuǎn)型，而氫能則是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要路徑。

在下游應(yīng)用的轉(zhuǎn)型中，為減少排放，需要減少直接化石燃料的使用，提高用電比例，交通就是其中重要環(huán)節(jié)。

生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中國移動源環(huán)境管理年報(bào)（2019）》顯示，汽車是移動源污染排放的主要“貢獻(xiàn)者”。

其中，柴油貨車使用強(qiáng)度高、單車排放大，保有量雖然只占汽車的7.9%，但一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物及顆粒物的排放量，卻分別占到汽車排放總量的10%、18.8%、60%與84.6%以上。

為實(shí)現(xiàn)碳中和，交通領(lǐng)域的電動化為大勢所趨。

而商用車，尤其是柴油貨車則是交通運(yùn)輸邁向碳中和繞不過去的“檻兒”。

無獨(dú)有偶，同樣是在2020年9月，國家發(fā)改委、工信部等五部門發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，將燃料電池汽車的購置補(bǔ)貼政策，調(diào)整為燃料電池汽車示范應(yīng)用支持政策。

當(dāng)時(shí)，行業(yè)目光大多被 “以獎(jiǎng)代補(bǔ)”吸引，其實(shí)《通知》還釋放了另一重大信息：“重點(diǎn)推動燃料電池汽車在中遠(yuǎn)途、中重型商用車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”。

從通知中各類車型積分的計(jì)算方法中也可以看到，補(bǔ)貼力度最大的車型是重型貨車。

氫燃料電池重卡與“30/60”目標(biāo)緊密相連，加速了落地速度。

另一方面，從氫燃料電池技術(shù)本身來看，重卡的確是為其“量身定做”的應(yīng)用場景。

相較于純電，氫燃料電池有以下優(yōu)點(diǎn)：

• 能量密度更高；
• 在相同續(xù)駛里程下，氫燃料電池重卡憑借自重低的優(yōu)勢增加有效荷載；
• 氫燃料電池車能在10-15分鐘內(nèi)完成氫氣加注；
• 氫氣沒有工作溫度限制。

最后一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)榈蜏匾恢笔卿囯姵氐摹疤鞌场薄?/p>

這決定了氫燃料電池車適用于固定路線、中長途干線和高載重的場景中。

純電動重卡續(xù)駛里程較短、充電時(shí)間較長。

即便采用換電模式減少充電時(shí)間，也只能在換電站輻射的作業(yè)半徑內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸工作。提升續(xù)航里程將面臨載重量的降低。

這些因素都大大限制了電動重卡的適用場景，為氫燃料電池車的進(jìn)入留下了空間。

氫燃料電池重卡“降本提效”之困

重卡動力轉(zhuǎn)型已是大趨勢，但氫燃料電池車入局重卡的過程也并非一帆風(fēng)順。

從整個(gè)行業(yè)來看，目前氫燃料電池車的小爆發(fā)主要集中在城市客車。

據(jù)高工產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國氫燃料電池汽車銷量為1497輛。

其中，氫燃料電池客車銷量為1351輛，而氫燃料電池專用車銷量僅為146輛。

據(jù)公開信息顯示，共有66款燃料電池汽車入選新能源汽車推薦目錄。

客車占據(jù)半壁江山，共有30款。其余為牽引車、抑塵車、自卸車、運(yùn)輸車、洗掃車……

今年以來，運(yùn)營氫燃料電池公交車的城市和區(qū)域不斷增加。

馬鞍山市、烏海市、青島市、常熟市、佛山市、張家口市、濟(jì)南市等地的燃料電池公交車紛紛投入運(yùn)營。

相比之下，重卡車型顯得冷冷清清。

之所以會出現(xiàn)這一現(xiàn)象，是因?yàn)楣步煌üぞ吲c私人運(yùn)輸工具的性質(zhì)不同。

公共交通通過政府的財(cái)政進(jìn)行補(bǔ)貼。

為了確?！胺仕涣魍馊颂铩保瑹o論是出于完成減排任務(wù)還是為了刺激氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，地方政府顯然更愿意把這筆錢花在本地公交車上。

而重卡是運(yùn)輸公司和個(gè)體從業(yè)者的“賺錢工具”，注重成本與利潤的比較，而且行駛路線不固定。

在加氫站數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以滿足需求的情況下，運(yùn)輸公司和個(gè)體從業(yè)者都不敢輕易接受氫燃料電池重卡這個(gè)新事物。

背后的深層次問題仍然是氫燃料電池車“降本提效”不足，加氫基礎(chǔ)設(shè)施和氫燃料電池汽車的技術(shù)尚不成熟，整車購置和加氫成本仍然較高。

從提效方面來看，雖然氫燃料電池高功率、能量密度大，更能滿足重卡對于載重量的要求。但目前的技術(shù)仍然難以在量產(chǎn)中釋放氫燃料電池的優(yōu)勢。

重卡的載重量高達(dá)數(shù)10噸，運(yùn)輸單程動輒數(shù)百、上千公里，應(yīng)用場景較為復(fù)雜，對電池系統(tǒng)使用壽命、效率、系統(tǒng)功率大小要求更高。

氫燃料重卡技術(shù)路線

當(dāng)前，氫燃料電池存在石墨、金屬、復(fù)合雙極板三種技術(shù)路線。

短中期兼具壽命和效率的石墨雙極板電堆路線是主流，但石墨雙極板電堆自有的功率密度上限特點(diǎn)（4.3KW/L左右）將制約石墨雙極板電堆所能達(dá)到的系統(tǒng)功率水平。

而若以多個(gè)石墨雙極板電堆串并聯(lián)實(shí)現(xiàn)大功率系統(tǒng)，則又有著配套系統(tǒng)復(fù)雜、體積龐大、穩(wěn)定性弱等弊端。

要實(shí)現(xiàn)氫燃料電池在重卡的應(yīng)用，業(yè)界將目光轉(zhuǎn)向了金屬板。

金屬雙極板具有比功率密度高、低溫自啟動能力強(qiáng)、阻氣性好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、量產(chǎn)成本低、工藝簡單、工序少等優(yōu)點(diǎn)，一直被認(rèn)為將替代石墨雙極板。

然而，金屬板應(yīng)用又帶來了“降本”難題。

金屬在燃料電池酸性電化學(xué)環(huán)境下容易腐蝕，抗腐蝕兼具良好導(dǎo)電性的貴金屬成本過高，導(dǎo)致整車成本難以滿足商業(yè)化要求。

據(jù)《中國氫燃料電池重卡行業(yè)發(fā)展白皮書》測算，在不考慮補(bǔ)貼的情況下，氫燃料牽引車的基準(zhǔn)配置（110KW電堆+100KWH電池）購置成本在2025年才能與鋰電池相當(dāng)。

加氫成本

另一方面，降低加氫成本也是氫燃料重卡商業(yè)化中不可忽視的問題。

由于市場用氫量不足，各地規(guī)模、氫源供應(yīng)、加氫站類型不一，不同區(qū)域的加氫站氫氣銷售價(jià)格差異大。

目前，外供加氫站價(jià)格主流區(qū)間在60-80元/KG，部分地區(qū)最低也需要40元/KG左右，補(bǔ)貼平均在10-12元/KG。

以氫燃料重卡牽引車為例，百公里能耗成本至少超過400元，而同類型柴油車百公里能耗成本在180-200元。

因此，單從加氫成本的比較，以商用為主的氫燃料電池重卡，在當(dāng)前與柴油車的市場競爭中一定會敗下陣來。

氫燃料電池重卡未來已至

雖然難關(guān)重重，但氫燃料電池車在重卡領(lǐng)域的落地已經(jīng)迎來了關(guān)鍵的起步期。

這個(gè)時(shí)期內(nèi)，市場整體仍需以政策驅(qū)動為主。

但是在政策的推動下，國內(nèi)積累數(shù)十年的燃料技術(shù)開始走向產(chǎn)業(yè)化，各路企業(yè)和資本紛紛入局。

2020年9月22日，國家發(fā)改委、工信部等五部門發(fā)布關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知，將燃料電池汽車的購置補(bǔ)貼政策，調(diào)整為燃料電池汽車示范應(yīng)用支持政策。

對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎(jiǎng)勵(lì)。

一石激起千層浪，佛山、上海等城市發(fā)布各自的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

氫燃料電池企業(yè)也迎來了集中發(fā)展。

龍頭企業(yè)億華通2020年8月在科創(chuàng)板上市。

今年3月29日，億華通發(fā)布公告稱，將與豐田在中國合資成立華豐燃料電池有限公司，推動商用車燃料電池發(fā)展，總投資約80億日元。

首款產(chǎn)品計(jì)劃于年內(nèi)投入中國市場，2023年正式投產(chǎn)燃料電池系統(tǒng)及電堆。

上汽集團(tuán)、濰柴集團(tuán)、雪人股份等國內(nèi)大型企業(yè)也紛紛布局氫能源及氫燃料電池核心零部件產(chǎn)業(yè)，其中上市公司超過30家。

上汽旗下氫燃料電池子公司捷氫科技發(fā)布公告，計(jì)劃2022年登陸科創(chuàng)板。

長城汽車公布了其氫能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局，并發(fā)布了氫動力系統(tǒng)全場景應(yīng)用解決方案——?dú)錂幖夹g(shù)。

《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》明確表示：“重點(diǎn)推動燃料電池汽車在中遠(yuǎn)途、中重型商用車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”，為入局企業(yè)指明了方向：燃料電池企業(yè)紛紛將技術(shù)路線鎖定金屬板，以適應(yīng)商業(yè)車大功率需求。

不久前，億華通公開表示，正在基于豐田汽車的金屬雙極板電堆進(jìn)行合作開發(fā)，用以滿足國內(nèi)商用車廠商對燃料電池系統(tǒng)的需求。

5月8日，燃料電池廠商愛德曼公布，其研發(fā)的152kW金屬板燃料電池及其發(fā)動機(jī)通過了國家強(qiáng)檢。

6月8日開幕的第六屆國際氫能與燃料電池汽車大會(FCVC 2021)上，電堆技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域的新銳企業(yè)驥翀氫能攜帶其自主研發(fā)的160kW氫燃料電池電堆亮相，并公開表示同時(shí)實(shí)現(xiàn)了金屬板材料防腐、導(dǎo)電與低成本，其電堆報(bào)價(jià)也處于全行業(yè)最低區(qū)間。

燃料電池的技術(shù)壁壘不斷被打破，滿足重卡需求的氫燃料電池系統(tǒng)隨之不斷涌現(xiàn)，找準(zhǔn)細(xì)分切口是氫燃料電池重卡盡快落地的下一個(gè)步驟。

落地場景

隨著綠色礦山、綠色碼頭建設(shè)的推進(jìn)，氫燃料電池重卡可以選擇這類場景先行落地。

相對于長途運(yùn)輸來說，礦山、碼頭、廠區(qū)等地相對封閉、路線固定，能夠快速集中建設(shè)起加氫站，加氫難問題更易解決。

同時(shí)，這類使用場景多由大型集團(tuán)統(tǒng)一管理，具備實(shí)施示范項(xiàng)目的條件，后期隨著氫燃料電池重卡補(bǔ)貼政策逐漸明朗，對成本的敏感性更低。

氫燃料電池發(fā)動機(jī)企業(yè)氫途科技的發(fā)展軌跡，或許正是氫燃料電池車落地之路的縮影。

成立于2016年的氫途科技早期專注于公交車市場，匹配其電池系統(tǒng)的公交車創(chuàng)下了國內(nèi)氫燃料電池公交車單車平均里程之最。

氫途科技合伙人付鵬表示，行業(yè)早期大多從公交車起步，但是從2020年疫情結(jié)束后，開始進(jìn)入物流重卡領(lǐng)域。一方面技術(shù)在客車上得到了驗(yàn)證，另一方面成本也逐漸下降到了重卡可以接受的區(qū)間。

去年9月，裝載氫途科技電池系統(tǒng)的重卡車型已經(jīng)率先登上工信部推薦目錄，目前正在鋼鐵、化工行業(yè)園區(qū)小范圍試用。

付鵬認(rèn)為，氫燃料重卡的進(jìn)一步落地，不僅需要行業(yè)持續(xù)提高產(chǎn)品壽命和可靠性，降低成本，還需要制氫、加氫賽道的伙伴協(xié)同。

一旦政府獎(jiǎng)勵(lì)政策進(jìn)一步明確，行業(yè)將共同延伸氫燃料重卡應(yīng)用的寬度和長度。

據(jù)羅蘭貝格預(yù)測，2025年-2030年，隨著基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)革新和成本下降，氫燃料電池商用車將進(jìn)入發(fā)展加速期，到2030年銷量有望超10萬輛。

規(guī)?；瘜碥囕v購置成本和氫氣成本雙重下降，氫燃料汽車全生命周期成本TCO競爭力將會隨之大大提高。

更遠(yuǎn)的未來，氫燃料電池車的落地并不是一個(gè)結(jié)束，而是借助“氫儲能”重構(gòu)能源結(jié)構(gòu)的開始。