电动重卡发展技术路线探讨

电动重卡有着低排放环保、可大幅降低使用成本等优势，但由于其处于发展早期，其 发展过程中可能面临的一些问题仍存在争论： 

1.技术路线：锂电重卡是目前进展最快、确定性最高的新能源重卡路线

氢燃料电池能量密度高，减轻续航里程焦虑。新能源重卡目前是以锂电池为动力的纯 电动重卡为主，续航集中在 100-300km，当前续航最长的锂电重卡产品续航约 800km。 而以氢燃料电池为动力源的重卡续航集中在400-500km，最长续航可以达到1000km以上， 覆盖绝大多数重卡使用场景，能很好地减轻续航里程上的焦虑。

氢燃料电池重卡现多在山西等化石能源丰富省份推广，主要受制于“绿氢”渗透率较 低、制氢和运氢成本较高等因素。氢燃料电池重卡目前使用的瓶颈并非在整车的动力总成 端，而在于整个能源体系。制氢方面，当下绿氢渗透率不高，主要依靠工业副产氢或化石 能源制氢。储氢运氢方面，主要以 20MPa 管束车运输和液氢槽罐车运输为主，成本约 10-20 元/kg。受制于运输成本，加氢站氢气基本都来源于本地。所以山西、山东、陕西、内蒙古 等传统化石能源丰富省份有大量副产氢，可以就地运氢加氢用氢，具备天然优势。而其他 省份的氢能推广应用却相对困难很多，成本也大幅提升。因此氢燃料电池的广泛推广应用 还需“绿氢”的渗透率提高，以及制氢、储运氢成本的整体下降，而这牵扯到整个能源体 系和基础设施的完善。

锂电重卡技术成熟，具备发展先机。锂电池作为动力电池的技术已非常成熟，在乘用 车上得到反复试验和验证、具有很高的确定性。将锂电池用于重卡不需要额外的技术研发 成本和突破性的技术变革，而氢燃料电池目前市场存量仍较低，技术还有待进一步发展和降本，存在一定的不确定性。因此锂电重卡路线为当前发展最方便、进展最快、确定性最 高的技术路线，已具备发展先机。 2030 年前锂电重卡具备更优的成本表现。目前对锂电重卡 TCO 影响最大的变量为电 池价格，而电池价格主要与锂价息息相关。2021 年锂矿越过供需平衡点，锂价从 2020 年 的 5 万元/吨飞涨至 2022 年的 55 万元/吨，在 2022-2025 年间锂矿供给逐步提升，并有望 在 2023 年恢复供大于求状态，锂价有望恢复常态。锂价下降叠加政策上给予的补贴优惠 等将给予锂电重卡很高的成本优势。而对氢燃料电池重卡 TCO 影响最大的因素为终端氢 气价格，目前终端氢气价格在补贴后为几十到上百元不等。

如果平均制氢成本可降至 20 元/kg，终端氢气价格也有望大幅下降，氢燃料电池的经 济性将有比较明确的 TCO 经济性。我们以电动重卡售价和柴油价格为关键变量对电动重 卡和传统柴油重卡的成本差进行敏感性分析测算：以终端氢气价格和柴油价格为关键变量 对氢燃料电池和传统柴油重卡的成本差进行敏感性测算。测算结果如下：在柴油价格高于 6.5 元/L 的情况下，电动重卡的售价低于 110 万元即可实现更优的成本，按照目前的锂价 电动重卡售价已经可以达到这一水平。过去十年柴油价格主要集中在 5-8 元/L，而在这一 区间，终端氢气价格要低至 15-25 元/kg 才能实现成本的平价。到 2030 年，如果平均制氢 成本可降至 20 元/kg，终端氢气价格也有望大幅下降，氢燃料电池的经济性将有比较明确 的 TCO 经济。因此，目前锂电重卡 TCO 成本已优于燃油重卡，而氢燃料电池重卡预计约 2030 年实现成本平价，2030 年前锂电重卡都具备更高的成本优势。

综上，我们认为锂电重卡是目前进展最快、确定性最高的新能源重卡路线，且具有很 强的成本优势，短期内新能源重卡将仍以锂电重卡为主。2030 年后氢燃料电池重卡有望 实现平价，有望在锂电重卡具备天然劣势的超长距离运输场景下加速渗透。

2.补能方式：现阶段换电优势更大，快充速率提升后充换电有望“分庭抗 礼”

现阶段换电重卡可以降低购车成本、提升运营效率，更具优势。2022 年换电重卡在 纯电动重卡中约占 1/2，2021 年销量占比约 1/3，占比提升显著。换电重卡目前具备一定的优势：（1）车电分离，租用电池可降低购车门槛；（2）无需担忧电池衰减；（3）换电仅 需 3-5 分钟，提升运营效率。在固定线路建设换电站，还可以减少电池重量，减轻续航焦 虑，同时提高盈利性。但是随着电动重卡长期的推广，换电标准不一致会给其规模性扩张 带来一定的难度。

快充技术突破，充电重卡仍有望和换电重卡“分庭抗礼”。目前电动重卡的充电时间 约 1~2 个小时，对于重卡的运营效率造成一定的影响。但电池快充技术在不断突破，已颇 有成效：特斯拉 V4 超充桩将拥有 1MW 支流快充能力，有望实现 1C 级别补能速度，充电 30 分钟即可恢复 70%的续航。国内的巨湾技研公司也已经研发出具备 3C 补能速度的重卡 电池，充满 80%的电仅需 15 分钟。此外，充电站在规模性扩张和建设服务成本上都具有 一定的优势。因此，长期来看随着快充技术的突破、充电速率的提升，充电重卡仍有希望 和换电重卡“分庭抗礼”：我预计短期换电重卡在中国市场增速会更快，但超快充的充电 重卡在长期可能扮演更为重要的角色。

3.载重效率：电动重卡足以满足半数以上场景的需要

理论上，电动重卡在载重效率上存在一定的矛盾性。重卡想具备实用性就要有一定的 续航里程要求，在电动重卡中这意味着更高的带电量和更高的能量密度，更高的带电量会 增加电池重量、挤压载货重量，进而影响电动重卡的盈利，这就是电动重卡在可用性的底 层需求和盈利最终需求上的矛盾。

实际中，电动重卡足以满足半数以上场景的需要：运输半径上，电动重卡更适用于固 定场景、中短途运输；运输货物上，适用于普通货物或高价值重物的运输。从运输半径来 看，80%的重卡日均行驶里程在 500km 以内。现有电动重卡续航里程多在 200-300km 之 间，特斯拉的 Semi 续航可达 800km，我们认为未来 3-5 年主流电动重卡续航里程有望达 到 500km，可以覆盖绝大多数中短途和固定场景运输。从运载货物价值来看，由于电池包 的重量会挤占一定载货量，因此电动重卡对低价值重物运输的适用性相对较低，更适用于 生鲜蔬菜或其他普通货物，以及运载高价值重货。

4.锂电池的低温工作性能：龙头企业已有低温动力电池落地

传统锂电池在低温情况下性能表现大幅降低。低温环境下，电解液的黏度增大，导致 锂离子电池的导电率下降，以及电解液与负极、隔膜之间的相容性变差，如此等等因素都 导致锂电池在低温下的性能表现不佳，电池的能量密度、安全性、循环寿命等都会受到影 响，在-20℃时磷酸铁锂电池效率只有室温时的 55%左右。这一特性导致低温下纯电动车 续航减少，充电效率变慢，运行不稳定，如发生在重卡上则将严重与效率至上的要求相违 背。 锂电池技术持续迭代，龙头企业已有低温动力电池落地。目前采用隔膜、电解液、正 负极材料等多种方式的低温动力电池技术研发已经取得一定进展。锂电池龙头企业宁德时 代 9 月发布 MTB 技术落地国家电投换电重卡车型。宁德时代的 MTB（Module to Bracket） 技术将模组直接集成到车辆支架/底盘，系统体积利用率提升 40%，重量减轻 10%，增大 车辆载货空间，提高载货重量；系统密度可达 170Wh/kg，电量可在 140-600kWh 的区间 自由配置。MTB 电池包能保证-35℃~65℃的宽温度工作区间，采用智能化热管理，应对 多种恶劣环境。