氢燃料电池重卡转型作用、推广现状及难点分析

氢燃料电池汽车的推广一方面需要相关制造产业不断推动技术的研发和突破。

1.氢燃料电池重卡在转型中的作用

除了减少无效运输量、提升车辆燃油经济性等减排措施外，使用新能源替代传统柴油是实现重卡零碳转型的最 主要解决方案。考虑到不同技术路线的减碳潜力和可行性，纯电动重卡和氢燃料电池重卡是目前行业中主流的 两种技术路线。 纯电动重卡（含充电和换电）主要指使用锂电池作为主要能源载体的重卡。在我国新能源汽车和动力电池产业 快速发展的推动下，纯电动重卡在技术上已经初步成熟，并且在其续航能力和车辆价格持续优化的推动作用 下，纯电动重卡已逐步规模化并成为我国新能源重卡市场的主流技术。然而由于电池组的重量较大，续航能力 相对有限，且充换电基础设施成本较高，纯电动重卡目前的主要应用场景仍然局限在港口、矿山、工业园区内 部及短途固定线路运输上。

氢燃料电池重卡主要指使用氢气作为燃料，通过燃料电池将氢气中的化学能转化为电能提供动力的重卡。由于 氢能的质量能量密度较大，质量较轻，氢燃料电池重卡的理论续航能力强于当前技术水平下的纯电动重卡。然 而考虑到氢能产业的发展仍在相对初级阶段，氢燃料电池重卡的车辆成本较高，且氢能的供给能力和价格也尚 不具备竞争优势，目前其推广应用也仍然集中在工业场景中固定路线原材料和产品运输等场景上，且对于加氢 站和燃料电池示范城市群等配套政策的依赖程度较大。 与纯电动重卡相比，氢燃料电池重卡的优势在于其长途运输场景下的更高的运载效率和更强的续航能力，未来 随着氢能技术发展和基础设施逐步完善，氢燃料电池重卡在长距离干线运输场景中将承担更重要的角色，成为 重卡零碳转型的重要解决方案之一。

2.氢燃料电池重卡推广应用现状

从2017年中国重汽推出我国第一辆氢燃料电池码头牵引车HOVA，7到2023年我国一跃成为全球最大氢燃料电 池汽车的消费市场，8我国整个氢燃料电池汽车产业的诞生和迅速发展脱离不开多层级、多维度的产业政策扶 持。 宏观来看，国务院于2012年下发的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》和国务院办公厅于2020年 印发的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》两份文件为包括氢燃料电池汽车在内的多种新能源汽车种类 指明了发展方向，并在“蓝天保卫战”和整体经济结构向绿色低碳化转型的大背景下，将新能源汽车确定为了 支撑我国汽车工业产业升级的重要抓手和实现与可再生能源产业协同发展的关键举措。

具体政策层面，氢燃料电池汽车的推广一方面需要相关制造产业不断推动技术的研发和突破，另一方面也需要 成熟的氢能上下游产业来为其注入源源不断的动力。2020年9月，五部委联合下发了《关于开展燃料电池汽车示 范应用的通知》（后称“通知”），9 要求建立五大燃料电池汽车示范城市群，并以此为基础构建燃料电池汽车产 业链、探索有效商业模式、促进技术创新应用，明确我国氢燃料电池汽车市场将以中远途、中重型商用车为推广 重点。2022年3月，国家发改委印发了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，10 明确氢能在我国能源体 系中的角色定位和在绿色低碳转型过程中的支撑作用，强调以可再生能源制氢和清洁氢为核心的发展方向，并 提出到2025年燃料电池汽车保有量达到约5万辆的目标。氢能产业是氢燃料电池汽车的重要支撑，在国家政策 的指导下，各地方也已相继出台氢能产业发展规划。据落基山研究所统计，截至2024年3月，已有25个省份（含 自治区、直辖市）相继发布了50余项省级氢能专项规划，且有10个省份（含自治区、直辖市）发布了20余个氢燃 料电池汽车产业发展行动方案。

在市场与政策的协同作用下，氢燃料电池汽车的产业政策将攻克关键核心技术作为发力点之一，近年来在技 术、性能等方面实现了突破式发展。其中《通知》特别强调要求申报城市群必须在示范期间，完成燃料电池汽 车搭载的基础材料、关键零部件技术的突破和产业化，并着重强调了电堆、膜电极等亟待攻破的关键技术难 点。11,12根据我国工信部近期的公开披露信息，2023年燃料电池系统成本已经下降到3000元/千瓦，相比2020年 下降超过80%；同时电堆体积功率密度达到了每升4000瓦，比2020年提升了35%。

 目前，我国已经成为全世界最大的氢燃料电池汽车消费市场，并孵化出了亿华通、重塑、国鸿氢能等多个掌握氢 燃料电池核心技术的企业，也一定程度上促进了宇通、飞驰、一汽解放等多个氢燃料电池汽车国产整车品牌的 发展。过去的几年中，氢燃料电池重卡市场份额实现了快速增长，初步形成了产业化应用的格局。2020年时，全 国氢燃料电池重卡销售量不足20辆。2023年的重卡市场中，氢燃料电池重卡已经占到了新能源重卡市场份额的 10.57%，2023年全年累计销量为3612辆。14

3.氢燃料电池重卡的推广难点

虽然氢燃料电池重卡在技术特性上具备长距离运输的潜力，但其成本经济性竞争力不足，氢气储运和加注相 关基础设施短缺以及氢气供应稳定性较差等三方面挑战已经成为了氢燃料电池重卡规模化推广应用的主要难 点。

成本经济性

首先，从成本经济性上看，氢燃料电池重卡目前在购置成本和使用成本上都存在一定的劣势。一方面，氢燃料电 池重卡的燃料电池系统和储氢瓶等设施的价格仍然相对较高，导致车辆整体购置成本远高于同等规格的柴油 重卡。以49吨级重卡为例，氢燃料电池重卡的市场公开售价在110万元至140万元之间，22,23约为同等规格柴油 重卡价格的4倍。24 近年来燃料电池关键零部件经历了一定的技术和产能升级，总体成本有所下降（图表3），但 是氢燃料电池重卡的非动力系统部件制造成本仍然偏高。25不过，关键原材料催化剂、质子交换膜、储氢瓶所用 的碳纤维等核心技术正处于自主研发和突破阶段，整车成本仍有较大下探空间，整体的生产成本有望触及规模 效益下的降本加速点。

另一方面，由于氢气价格较高，氢燃料电池重卡的运营成本相比柴油重卡同样不具有竞争力。传统意义上，氢气 作为原料主要用于工业生产，将工业领域生产的氢气用于氢燃料电池汽车不仅会增加氢气供给压力，也为氢气 的储运提出了更高的要求，提高了氢气在氢燃料电池汽车应用端的成本。中国氢价指数统计显示，2022年，燃 料电池汽车示范城市群所覆盖地区的泵端氢价平均保持在55元/千克左右（不含补贴及奖励价格），非示范城市 群的价格全年在73元/千克左右。28即使按照示范城市群所要求的35元/千克氢价计算，氢燃料电池重卡的百公 里燃料成本仍然约为柴油重卡的2倍。i

氢气储运和加注等基础设施

从基础设施上看，氢气的储运和加注是实现氢燃料电池重卡有效推广应用的重要基础。由于氢能产业的发展仍 然处于初级阶段，氢能的储运和加注设施的管理规范和布局规模都尚不完备。考虑到氢气易挥发、易燃、易爆的 特性，大部分地区仍然按照“危险化学品”来进行管理，增加了氢气储运和加注设施投资和运营的难度。ii此外， 各地存在管理政策不统一、主管机构不明确的情况，进而导致补贴支持政策滞后、审批管理机制不健全等问 题，这一定程度上限制了产业发展速度。另一方面，目前加氢站的投资建设成本仍然较高，在没有明确大规模氢 燃料汽车推广应用的情况下，加氢站的推广建设进度较慢，增加了氢燃料电池重卡的应用的成本和难度。

氢气供应

最后，氢燃料电池重卡的氢能供给存在一定的短缺风险。受原材料价格波动、生产工艺等因素影响，氢气的供 应存在高度不稳定性。当前氢燃料电池重卡高度依赖的工业副产氢受主产品生产计划和其他下游应用竞争的影 响，终端供氢不仅价格起伏较大，供给也时而短缺。当前已经建好的加氢站存在着因“缺氢”而无法正常运营的 情况，进一步抬高了氢燃料电池重卡的使用难度。