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2022年02月23日

氢能产业万亿级蛋糕发酵中,工程机械变革“吹哨”

北京2022年冬奥会于近日落下帷幕,一则新能源应用新闻引人注目:冬奥会期间,组委会在延庆赛区和张家口赛区投入700余辆氢燃料大巴车,提供交通服务保障。

这是氢能源日益广泛应用的一个缩影。近年来,中国氢燃料电池膜电极等核心技术不断取得突破,氢能源全产业链布局日渐清晰。随着氢燃料电池在汽车领域逐步实现从0到1的跨越,同样以内燃机产品为主要驱动力的工程机械行业,也势必将迎来一场动力变革。这股氢能源“旋风”,将给社会带来哪些改变?发展潜力有多大?

 

万亿氢能风口来袭

在碳中和的背景下,氢能已成全球很多国家实现脱碳目标的重要方案,是解决气候问题的关键拼图。

根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》,当前我国氢气产能约每年4100万吨,产量约3342万吨,是世界第一产氢国。

《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》显示,到2030年,中国燃料电池车辆保有量达200万,行业产值突破万亿元。在“氢能热”大潮裹挟下,目前我国氢能及燃料电池产业集群已然形成,整个产业链布局初见雏形,产业正迅速驶入“快车道”。

业内人士普遍认为,氢气作为重要的工业原料以及清洁燃料,在未来几十年里将形成竞争的格局。国际能源署(IEA)署长法提赫·比罗尔表示,当前全球原油经济大幅震荡,“绿色氢气”作为节能减排目标的新兴领域,正在成为行业焦点。现在,国际上有不少国家已经开始了对绿色氢气的探索,我国也开展了12个风电制氢项目和7个光伏制氢项目。欧盟前段时间拟定的“绿色协议”中也已将“清洁氢气”制定为了“优先发展领域”。

从环境和生态的角度来看,通过风电、光伏等可再生能源制氢,不仅能够实现“零碳排放”,获得真正洁净的“绿氢”,还能够将间歇、不稳定的可再生能源转化储存为化学能,促进新能源电力的消化,由此带来的生态环境效益和经济效益是难以估量的。

 

工程机械领域加速布局

工程机械是出了名的“油老虎”。在国家能源转型升级与环保的双轮驱动下,加快工程机械的节能减排已经成为行业的目标任务。氢燃料电池具有零排放零污染的优势,同时能适应高强度连续作业,被认为是最有前景的替代动力解决方案之一。

近年来,已有不少企业开始尝试将氢燃料电池应用于工程机械,氢能叉车、塔式起重机、挖掘机、雪地美容机等设备均有成功应用。

2020年11月,徐工集团在bauma CHINA上发布首款氢燃料电池渣土车,该车搭载的是国鸿氢能提供的鸿途G110燃料电池发动机;12月,中联重科发布全球首台氢燃料环卫抑尘车,该车搭载的是额定功率为63kW的燃料电池系统,由湖北海亿提供;同月,三一重工氢燃料电池工程车暨全球首台氢燃料电池搅拌车下线,该车搭载重塑科技PRISMA镜星110kW燃料电池系统。

同时,不少国内外企业纷纷布局氢燃料重卡。在海外,美国尼古拉、日本丰田、韩国现代等车企推出氢燃料重卡;在国内市场,解放、东风、红岩、陕汽、江铃、大运等车企也已开发相关产品。

政策风向变化及氢燃料电池本身具有一定优势,是企业陆续在氢燃料电池工程机械领域展开布局的最大动因。此外,作为“生产资料”,氢燃料电池在运营成本上甚至低于纯电动装载车。这也让氢燃料电池有望成为工程机械领域动力转型的方向之一。

 

氢燃料电池的机遇与挑战

虽然氢燃料电池工程机械的潜在市场是巨大的,但是企业真要吃到这块“蛋糕”依然有很多障碍。

首先,技术成熟度关系到氢燃料电池产品的使用成本。目前国内氢燃料电池发动机使用寿命最好在2万小时左右,假设每天工作时长为10小时,全生命周期为5年半,而实际情况是,理想状态的工程机械是24小时不停运营的。这意味着要完全满足工程机械市场需求,氢燃料电池系统寿命还要再提升。

其次,工程机械需要较大功率,而国内大功率系统的稳定性与可靠性,尚需一定时间的验证。

其三,氢燃料电池工程机械购置成本、用氢气成本仍然很高。与柴油发动机维保十分便利相比,目前氢燃料电池工程机械设备维保时效性也很难做到。

其四,较好的加氢站建设网络是氢燃料电池工程机械推广的先决条件。目前国内还没有建立起相对完善的加氢站做基础配套。

客观来看,氢燃料电池工程机械设备的优势已经开始被注意到,氢燃料电池工程机械市场的初苗也已经“冒头”,但整个行业存在的耐久性和成本疑虑、储运氢和加氢基础设施焦虑等诸多瓶颈仍待“破冰”。

未来,氢能将成为全球能源战略布局的重中之重。随着政策逐步推进,环保审核愈发严格,氢燃料电池在工程机械领域的应用前景依然可观。

我们也相信将有更多的氢燃料工程机械设备涌现bauma CHINA 2022,共同角逐氢能赛道。

 

 
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