近年來(lái)，全球變暖、冰川融化、海平面上升、霧霾天氣等一系列現象表明溫室效應帶來(lái)的氣候變化正嚴重影響著(zhù)人類(lèi)未來(lái)生存。隨著(zhù)世界各國對全球氣候變化的逐漸重視，控制碳排放、啟用新能源等一系列政策規劃也逐步落地。燃料電池汽車(chē)作為一種高效、清潔的新能源汽車(chē)，運行過(guò)程中可以實(shí)現零污染、零碳排放，故在雙碳背景下受到了極大的關(guān)注，尤其是氫燃料電池重卡，目前被認為是氫能汽車(chē)的“最大風(fēng)口”。

氫能重卡

氫能重卡擁有運輸路線(xiàn)相對固定、載重量大、行駛里程長(cháng)、加氫速度快等特點(diǎn)，相比乘用車(chē)，它的商業(yè)化應用階段會(huì )更早到來(lái)。與此同時(shí)，重卡作為汽車(chē)領(lǐng)域的排放大戶(hù)，使用氫燃料電池是達成減碳目標的重要途徑之一。

氫能重卡基本構成

燃料電池車(chē)主要由燃料電池堆、動(dòng)力蓄電池、儲氫罐、DC/DC轉換器、驅動(dòng)電動(dòng)機和動(dòng)力控制單元等組成，其中燃料電池堆為核心組件。電堆中氫與氧反應產(chǎn)生電能，經(jīng) DC／DC轉換器的阻抗匹配與電壓轉換后，與動(dòng)力蓄電池并聯(lián)，共同向驅動(dòng)電機輸出電能。驅動(dòng)電機將電能轉化為機械能對車(chē)輛進(jìn)行驅動(dòng)，其工作原理如下圖所示。

工作原理

氫能重卡優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

運輸路線(xiàn)相對固定：便于配套加氫站等基礎設施，如在港口、高速路等相對封閉和固定路線(xiàn)，只需配套少量的加氫站，即可滿(mǎn)足氫能重卡的使用。

加注速度快、續航里程長(cháng)：氫能重卡加氫時(shí)間約為5~10分鐘，而純電重卡需充電3~5小時(shí)；續航里程高于純電重卡，普遍在400~800公里，最高可達1000公里。

無(wú)污染、零排放：擁有燃料電池車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，運行過(guò)程中產(chǎn)物只有水，無(wú)有害氧化物產(chǎn)生，無(wú)碳排放。

對比圖

缺點(diǎn)

成本高：氫能重卡的成本主要有兩部分，一是整車(chē)成本，氫能重卡的價(jià)格是柴油重卡的3~5倍；二是加氫成本，氫能重卡每百公里成本超400元。目前成本較高，但隨著(zhù)技術(shù)快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規?；瘜O大地降低整車(chē)成本和加氫成本。

密封性要求嚴格：由于氫氣是極小的分子，很容易造成泄露，一旦泄露將會(huì )造成不可估量的后果，因此需要極其嚴格的密封。這一要求使得燃料電池發(fā)動(dòng)機的制造工藝很復雜，并給使用和維護帶來(lái)很多困難。

國內外發(fā)展現狀

國內外企業(yè)早就已經(jīng)開(kāi)始布局氫燃料電池重卡。2016年，美國尼古拉汽車(chē)公司發(fā)布一款概念型電動(dòng)卡車(chē)，該車(chē)安裝了氫燃料電池，只有水蒸氣排出，可以實(shí)現零排放，一次加注燃料就能行駛2000km。而后，日本豐田、韓國現代等車(chē)企也陸續推出氫燃料重卡。

氫能重卡

2017年，中國重汽推出一款氫燃料港口牽引車(chē)，成為國內首臺重卡產(chǎn)品。解放、東風(fēng)、紅巖等車(chē)企也已經(jīng)推出相關(guān)氫燃料重卡產(chǎn)品，目前部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)現量產(chǎn)。雖然我國氫燃料電池重卡技術(shù)起步晚，但國內已初步形成一定的產(chǎn)業(yè)鏈，其相關(guān)氫能零部件正在逐漸實(shí)現國產(chǎn)化。

氫能重卡勢不可擋

無(wú)論從技術(shù)、資源還是政策等方面來(lái)看，重卡必然是氫能汽車(chē)的重點(diǎn)領(lǐng)域。目前，我國燃料電池重卡的運行已經(jīng)進(jìn)入了初級商業(yè)化階，在北京、天津、河北等多地，已布局的示范項目，包含上千臺氫能重卡，涵蓋多領(lǐng)域、多類(lèi)型應用場(chǎng)景。2021年，我國氫能重卡在新能源重卡中銷(xiāo)量增速最快，同比增長(cháng)超33倍；2021年9月前交付客戶(hù)的氫能重卡有400余臺。

氫能重卡

據中國工程院預計，燃料電池重卡會(huì )在未來(lái)5~10年內實(shí)現商業(yè)化運營(yíng)，逐步替代傳統燃油車(chē)市場(chǎng)。中國將優(yōu)先發(fā)展氫能重卡為首的商用車(chē)，待加氫站相關(guān)基礎設備成熟，再挑起氫能乘用車(chē)的大梁。中國火力全開(kāi)，正接過(guò)全球氫能重卡的接力棒，成為最有希望的“種子選手”。