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双碳背景下重卡必然电动化氢能路线优于锂电路线

2021/8/18

双碳背景下重卡必然电动化氢能路线优于锂电路线

2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上承诺，中国力争于2030年前达到二氧化碳排放峰值，努力争取2060年前实现碳中和。党的十九届五中全会明确提出将“做好碳达峰、碳中和工作”作为当前及今后要抓好的重点任务，并纳入国家有关的战略规划加以实施。目前广泛使用的燃油重卡具有高碳排放的特点，“双碳”目标对重卡行业的供给端和需求端两方面都提出了减碳要求。我们认为，这将加速推动氢能重卡对燃油重卡的替代进程。

重卡油耗高、污染重 “双碳”背景下减碳势在必行

重卡是一种重要的生产资料，为物流运输与工程建设核心运载工具。根据中国汽车工业协会分类标准，载货汽车划分为重卡、中卡、轻卡、微卡四大类，其中重卡为总质量大于14吨的载货汽车，车型包括完整车辆(整车)、非完整车辆(底盘)和半挂牵引车。从货物运输的方式来看，公路运输目前仍占据着我国货物运输行业的主导地位，2020年全国公路货运量342.64亿吨，占全社会总货运量的73.8%。重卡凭借运距长、运量大、运输效率高的优势，是公路货运的核心运载工具，常用于物流运输、工程建设及专用车领域，是国家经济生活中的重要生产资料。

电动重卡包含氢能和锂电两种路线综合对比氢能重卡优于锂电

当前重卡电动化技术路径主要有锂电池与氢燃料电池两大方向。相比于锂电池，重卡应用氢燃料电池技术有载重效率高、便于长途运输、便于低温启动、补能速度快四大优势：

1.载重效率

重卡的主要功用是载重运输，对于动力系统的自重有着较高的要求。锂电池能量密度较低，以锂电池为储能装置会导致重卡续航里程与载货能力的互斥关系，难以满足重卡多拉货、跑得远的基本要求。而高质量能量密度是氢燃料电池动力系统的优势，非常适合重卡本身的使用需求。

以49吨的六桥牵引头+挂车的锂电池重卡和氢能重卡进行对比。锂电池重卡每公里消耗2度电，按照70%满载率测算，则需要锂电池重量为17.86kg；而换作氢燃料重卡则仅需12kg。显然车辆自重层面燃料电池车型优势突出，有效载荷优于锂电车型。

2.便于长途运输

重卡对于长途运输有着较高要求，这就需要重卡的动力系统续航能力更长，且能以更小的质量增量支撑其续航能力的拓展。更高的质量能量密度允许氢燃料电池车型以更小的质量增量换取更长的续航增加，远续航场景下燃料电池重卡载货效率及自身能耗将远优于纯电车型。

3.便于低温启动

重卡的使用场景一般较为恶劣，往往需要在较低温环境中作业。锂电池在低温环境下能量密度会大大降低，甚至出现断电等故障，这一技术难题解决起来的难度至今仍然比较大，且重卡可应用的大型电池组加热仍有一定困难和时滞。而氢燃料电池则不容易受气温低的影响，在低温环境中仍能保证正常使用。

4.补能速度快

氢燃料电池加氢为物理过程，较之充电更加快捷高效，目前的氢燃料电池加氢时长可控制在10~15min，与传统燃油重卡车型相当，可以保证高负荷连续驾驶。但目前锂电池充电则需要数个小时，即使充电功率达到1MW，充满1000kWh尚需1h。且更大的动力电池充电时间更长，对重卡出勤率将构成一定影响。即便未来固态锂电池技术成熟，载重与充电时长仍会掣肘锂电在商用车尤其是重卡领域的应用。

换电模式虽然能够解决充电时间问题，但仍存在行业痛点。目前换电模式最大的阻碍在于换电标准不统一，相关利益方尚未达成共识。换电标准统一涉及到电池的所有权问题、电池品质和寿命问题、电池故障事故负责方、供应链中话语权等诸多争议，三电系统供应商、主机厂、电池运营商、换电站、运力商等相关利益方众多，需要各方相互协商、妥协。2021年5月工信部发布GB/T40032-2021《电动汽车换电安全要求》推荐性国家标准(下称“标准”)，将于2021年11月1日起开始实施。“标准”虽然为换电模式提供了电池使用的基础通用类国家安全标准，但目前关于电池所有权、电池故障事故责任方、供应链各环分工等问题尚未达成共识，有效整合尚需时日。同时，换电电池包带电量过小，对换电重卡的续航能力造成较大限制。

综上所述，与锂电池重卡相对比，氢能燃料电池重卡具备载重效率高、便于长途运输、便于低温启动、充电速度快等诸多优势。我们认为氢能技术路线更加符合重卡运营的基本要求，有望成为重卡电动化的主要技术路线，成为重卡脱碳的必选方案。

双碳背景下重卡必然电动化 氢能路线优于锂电路线

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