重卡能夠拯救氫燃料電池車嗎？

本文來自微信公衆號：偲睿洞察（ID：gh_18b571514102），作者：蔡凡，編輯：偲睿內容組，原文標題：《爲什麼只有重卡才能撐起氫燃料電池的商用夢？》，頭圖來自：視覺中國

前段時間，馬斯克在社交媒體上發文“Fuel Cells=Fool Sells”（燃料電池=蠢交易），有了馬斯克的網紅效應，這場關於氫燃料電池汽車是好是壞的話題瞬間席捲了社交媒體。

在隨後的“友好交流”中，馬斯克補充道：“燃料電池用在汽車上就是個廢物，就算用在火箭上都不是什麼好主意，但好歹還沒那麼荒唐。”大衆汽車集團CEO赫伯特·迪斯在接受《財富》採訪時也表示：你們不會看到任何氫能源的乘用車。

事實上，氫燃料電池在乘用車上的使用處處碰壁，存儲、續航難題遲遲無法技術攻關。2020年4月，奔馳汽車的母公司就正式宣佈停止了乘用車氫燃料電池的研發計劃。2021年6月，上海汽車集團發佈公告決定終止燃料電池汽車前瞻技術項目的研發。本田、豐田等日本車企，也相繼在去年宣佈停止氫燃料電池研發。

氫能汽車產業鏈遠比傳統汽車產業鏈更長、複雜度更大。乘用車上的碰壁反而加速了氫能在商用車領域的應用。氫能重卡逐漸成爲時代的“寵兒”。

根據Nikola的測算，全球重卡市場超過6000億美元，預計在2030年超過50%的重卡都將使用氫能。2021年，我國氫能重卡在新能源重卡中銷量增速最快，同比增長超33倍；2021年前9月交付客戶的氫能重卡有400餘臺，遠超2020年17臺的銷量。

氫能乘用車的發展屢屢遭遇紅燈，那麼重卡能夠拯救氫燃料電池汽車嗎？這一切還要從日本氫能發展的遭遇說起。

一、日本爲何放棄氫能汽車？

一輛豐田Mirai在加利福尼亞州拉加拿大的一個加氫站加氫。圖片來源於：the National Renewable Energy Lab

上世紀70 年代的兩次石油危機使得美國的汽車工業幾乎停擺，全國汽車陷入無油可用的尷尬境地，這引起了日本政府對石油資源的畏懼與思考。

作爲世界少數幾個能源消費大國，日本自身的能源資源十分匱乏，94%的能源供給依賴海外。

爲尋找石油替代能源，1978 年日本實施“月光計劃”，整合了產、官、學三界資源進軍氫能領域，這份計劃比美國的“氫能路線”和歐盟的“氫能研發框架”提前了整整24年。

憑藉立足早和高投資，日本很快走在了氫能的國際前列。2000年，日本掌握了全球85%的氫燃料技術專利，坐擁全球最大的制氫工廠，其生產的儲氫氣罐能抗拒的兩萬多次衝撞，在零下四十度依然正常工作。

佈局了制氫與儲氫環節，下一步就是應用落地。氫能源的應用前景遍佈汽車、船舶、航天、發電、化工等多個領域，擺在日本面前的選擇很是明顯——其氫能發展本身是爲了解決石油資源的困局，而日本98%的原油消費集中在汽車領域，這其中，乘用車又是規模最大、市場消費力最強的分支。

因此，在日本在氫能落地當口，就將全部籌碼押注在乘用車領域，重點扶持的企業都是乘用車行業的佼佼者。

然而，選擇一步錯，步步錯。

首先是錯誤的產業政策。由於補貼過於明顯向頭部企業傾斜，導致了豐田在氫燃料電池汽車中一家獨大。2017年，豐田一家佔據了日本61%的氫燃料技術專利，全球30%的氫燃料技術專利。

以本田、日產爲代表的其他廠商只能通過和歐美合作，來繞過豐田的技術壁壘生產氫燃料汽車。其結果便是氫能乘用車產業規模非常小，價格異常昂貴。

2020 年，日本氫燃料電池汽車銷量不足 2000臺。而新款豐田 MIRAI FCV 售價依然超過38萬人民幣，是純電動汽車售價的1.5～2倍、普通燃油汽車的3～4倍。這導致氫燃料電池汽車相關研發投入、生產設備等固定資產成本無法通過市場規模攤銷。

與此同時，難以攻關的技術難題進一步鎖死了日本氫能乘用車的發展。

車載儲氫技術是氫燃料電池的一大難關。車載氫氣想要壓縮成液體使用，要使得氫氣長期保存在-252.8℃以下，這是個巨量的消耗，而若保持氣態使用，又要解決“氫脆”的物理問題。這都需要一個龐大複雜的儲氫系統。

爲此，豐田開發了碳纖維層壓結構的新式儲氫瓶，但這套儲氫系統需要前後兩件儲氫瓶，過大體積難以塞入轎車狹小空間。其結果便是氫燃料電池汽車的續航一直爲人詬病。

在配套上，乘用車還面臨着高昂的加氫成本投入。氫燃料電池車的加氫只能依賴於加氫站。一座加氫站的成本超過5億日元，是加油站4～5倍，這導致加氫站建設投入巨大，要滿足像油車一樣便捷加油，加氫站的建設幾乎是個天文數字。

因此，即使比其他國家提早20年開始建設，但受限於財力，2021年，日本加氫站也只有142座，同期中國已經有141座加氫站，稀少的加氫站進一步限制了氫能乘用車的使用。

2018年，日產宣佈暫停開發氫燃料電池車的計劃；2021年，本田宣佈終止氫燃料電池汽車的生產；豐田最暢銷的氫燃料電池汽車，上市6年一共才賣出6000輛，不到豐田其他車型的零頭。日本的氫燃料電池汽車計劃基本破產。

如果我們總結日本在氫能源汽車上失敗經歷，不難發現，日本從一開始就點錯了科技樹。將氫燃料電池押寶在乘用車道路上，那麼資源過度消耗、技術難以攻克，幾乎成了命運的必然。

二、氫能重卡來破局

（圖片來源：bp官網截圖）

氫燃料電池在日本乘用車的失敗，並沒有宣判氫能汽車的死刑。隨着人們對氫燃料電池研究的深入，一個更加適配氫能源的應用場景浮出水面——重型卡車。

首先突破的是資源困境，氫能重卡在加氫站上的投入要遠小於乘用車。

重卡主要用於物流配送，其路線相對固定，以高速公路爲主。而高速公路佈局是節點式的，配套加氫站可以依託於高速網絡中的交通樞紐建立，成本大幅降低。例如，我國山西陽泉建設的氫能重卡示範加氫站，一天就可滿足固定路線上70輛氫能重卡的加氫需求。

相較而言，乘用車的應用場景主要在城市，其佈局模型是擴散形的，需要多點多面地建設加氫站。這與加氫站的建設原則背道而馳。截至2020年底，全球加氫站共計553座，離滿足乘用車普遍加氫的要求，仍然距離遙遠。

其次，重卡可大幅緩解氫能成本困境。具體而言，氫能乘用車的使用成本無法和電動轎車、油車的同臺競技，但氫能重卡已經有能力同柴油車和電動車一較高下。

在乘用車領域，氫能汽車快速加氫的優勢難以發揮。乘用車用戶能夠忍受電動車的長時間充電，因爲這部分時間可以經由上班時間或者夜間進行消納。但對於貨運來說，長途運輸要花費幾天的時間，電池動輒幾小時的充電時間是難以接受的時間成本。

此時，氫能重卡加氫時間的優勢可以充分發揮，普遍在3分鐘~5分鐘，且續航能力跟燃油車差不多。例如，江鈴重工的新型氫能源重卡加氫時間在5分鐘左右，加滿之後最大續航里程實現400公里~500公里。

其二是使用年限。隨着氫燃料電池轉換技術的突破，氫燃料電池重卡車擺脫了純電卡車笨重的電池組，在載貨能力上優於純電卡車。在實驗室中，燃料電池的普遍壽命5000h，高於鋰電池的3000h，長期使用成本低於純電動卡車。

此外，氫能重卡的技術也沒有乘用車這麼複雜。

究其原因，在重卡的車體外部有大量的空間能掛載龐大的儲氫系統，不需要像乘用車一樣把一套複雜的儲氫系統塞進狹小的轎車空間。例如，中國重汽最新研發的黃河氫燃料重卡就在車頭後方懸掛儲存系統，單次可加氫29.5kg，提供約560km的續航里程。

無論從資源、技術還是成本方面，氫能重卡的潛力都優於乘用車。答案很明顯——發展重卡，纔有機會拯救氫能汽車市場。

三、只有中國才能撐起重卡市場

縱觀全球的氫能應用，原本氫燃料電池汽車兩隻領頭羊日本和韓國，均已敗下陣來。

日本因爲開端走岔路，此時謀求氫能乘用車到商用重車的轉型已爲時太晚，而韓國，因爲19年發生加氫站爆炸事故和隨後數次儲氫罐爆炸的慘案，其內部爆發了大規模的抗議遊行。這之後，在韓國擁有最多加氫站的蔚山市，經營加氫站的企業相繼退出。另外，韓國的部分地區已經暫停氫氣補充站的建設。

中國成爲少數有能力撐得起氫能汽車發展的國家，這是因爲氫能重卡的發展十分適配中國。

首先，中國擁有全球最大的重卡市場。據相關數據統計，2020年全球重型卡車產量436萬輛，我國重型卡車產量爲298萬輛，佔世界68.3%。網購的火熱點燃了物流行業對於重卡的需求，基礎設施建設的投資刺激經濟的發展，重卡行業空前景氣。2020年，中國的重卡市場規模在130萬以上，而同期北美的市場規模在45萬左右，歐洲的市場規模只有35萬左右。

2018年，中科院院士幹勇曾表示，“柴改氫”是推進氫能應用的一個重要的方向，預計到2050年，將有超過50%重型卡車將氫燃料電池作爲發動機。氫燃料電池重型載貨車的廣袤市場無疑氫能的落地提供了堅實的地基。

其次，中國高速公路網絡完善，加氫站依託交通樞紐建設，附着服務區網絡。截至2021年6月，我國加氫站共建成141座，其中119座在運營，22座已建成，還有73座正在建設。預計到2025年和2035年，我國加氫站數量分別達到1000座和5000座。

除此之外，我國已實現了多項重要的技術突破。

電池功率方面，2017年，我國生產的氫燃料電池功率密度主要在30KW-40KW之間，完全無法滿足其重型卡車長途運輸的配速要求。2021年，我國氫燃料電池功率密度普遍達到110KW，基本滿足長途運輸需求；

燃料電池壽命方面，目前，國內企業開發的燃料電池電堆在實驗運行時，壽命接近10000小時，即使考慮燃料電池在車用工況下壽命衰減，以江鈴重工、中國重汽爲首的國產氫能重卡電池實際壽命也在5000小時左右，持平我國客車車載工況壽命3000-5000小時。

中國的氫能革命已經走過數十年。從大力發展光伏到構建特高壓網絡、再到氫能交通應用，一副能源宏圖已經初具規模。

在氫能交通領域的佈局上，2020年9月，五部委發佈《關於開展燃料電池汽車示範應用的通知》明確指出，要重點推動中遠途、中重型商用車示範應用。

具體表現在兩方面，一是財政補貼向氫能重卡傾斜。財政部將對燃料電池汽車的購置補貼，調整爲支持城市羣示範應用。這些示範重點皆是氫能重卡商業化場景。如北京支持氫能重卡應用，對於大功率高能量密度電池，將提供國補、市補、區補的三重補貼共120萬元。

另一方面是審批的便利。在交通部最新發布第30批道路運輸車輛達標車型表中，燃料電池中重卡達標車型佔比環比增加2個百分點，比28批公告佔比提高8個百分點。

在政策的大背景下，各大車企都紛紛要加速佈局和產品更新的步伐。

福田汽車宣佈將攜手中石油，打造北京首座70兆帕加氫站，滿足氫能重卡的加氫要求；江鈴重汽向上海智迪成功交付首批10臺江鈴威龍氫燃料重卡；未勢能源在雄安新區落地全球首個100輛49噸氫能重卡；此外，陝汽、中國重汽、上汽紅巖等車企均發佈了自己氫燃料重卡產品，意在時代的風口上搶佔身位。

四、結語

無論從技術、成本還是資源、政策等方方面面評估，重卡必然是氫能汽車的重點領域。

目前，我國燃料電池卡車的運行已經進入了初級商業化階段。2021年8月14日，雄安新區開通了“容易線”，百輛氫能重卡同時投入運營。另外，在北京、天津、河北等多地，先期佈局的示範項目，包含上千臺氫能重卡，涵蓋多領域、多類型應用場景。

據中國工程院預計，燃料電池重型載貨車會在未來5~10年內實現商業化運營，逐步替代傳統燃油車市場。先發展重卡爲首的商業車，等到加氫站相關技術成熟，再挑起氫能乘用車的大梁。

火力全開，中國正接過全球氫能汽車的接力棒，成爲最有希望的“種子選手”。

本文來自微信公衆號：偲睿洞察（ID：gh_18b571514102），作者：蔡凡

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