陳剛?cè)? 符一凡

摘要：我國需加快規(guī)劃和建設(shè)新型能源體系，大力發(fā)展燃料電池汽車是我國新能源體系建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前我國尚處于燃料電池汽車建設(shè)的初期階段，需要采取措施更好地推進(jìn)氫燃料電池汽車的發(fā)展，特別是氫燃料電池重型卡車的高效有序發(fā)展。據(jù)此，從氫能源汽車的發(fā)展政策優(yōu)勢、氫燃料電池重型卡車的發(fā)展現(xiàn)狀及幾個(gè)瓶頸、氫燃料電池重型卡車的基本發(fā)展路線進(jìn)行分析，為后期燃料電池重型卡車的發(fā)展提供建議及對(duì)策。

關(guān)鍵詞：燃料電池重型卡車；發(fā)展政策；現(xiàn)狀；瓶頸；基本路線

中圖分類號(hào)：U463? 收稿日期：2023-02-22

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.05.001

1 燃料電池汽車的發(fā)展政策優(yōu)勢

能源是國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和命脈，能源安全直接關(guān)乎國家和社會(huì)安全[1]。根據(jù)2022年黨的二十大報(bào)告，我國需加快規(guī)劃和建設(shè)新型能源體系。氫能作為可持續(xù)能源，在當(dāng)前國際能源競爭的大環(huán)境下，迎來了重要的發(fā)展機(jī)遇。氫能通過燃料電池將其轉(zhuǎn)化成清潔能源而成為一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電源，成為如燃料電池汽車等運(yùn)載工具，不但可以為全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化和清潔化轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)，也可以為當(dāng)前我國新能源汽車的大力發(fā)展做出貢獻(xiàn)，為國家發(fā)展戰(zhàn)略搶占先機(jī)和制高點(diǎn)。目前我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體態(tài)勢較好，已初步掌握了制氫、儲(chǔ)氫和加氫及燃料電池等主要技術(shù)，而且已經(jīng)從國家頂層和地方等各個(gè)層面出臺(tái)了一系列規(guī)劃和政策，也在相當(dāng)一部分地區(qū)開展了燃料電池汽車的示范應(yīng)用。

1.1 頂層設(shè)計(jì)

為促進(jìn)高效及規(guī)范有序的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，經(jīng)國務(wù)院同意，國家發(fā)展改革委聯(lián)合國家能源局研究制定了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，并于2022年3月25日正式發(fā)布。該規(guī)劃從國家層面為氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)，明確了發(fā)展氫能產(chǎn)品的戰(zhàn)略定位和目標(biāo)，同時(shí)在有序推進(jìn)交通領(lǐng)域示范應(yīng)用方面，指出要立足當(dāng)?shù)貧淠茉吹墓?yīng)能力、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等基礎(chǔ)條件，結(jié)合自身的道路運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池中重型車輛的應(yīng)用。

2022年3月18日，工信部印發(fā)了《2022年汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》（以下簡稱“《要點(diǎn)》”）。《要點(diǎn)》中已多次從國家汽車標(biāo)準(zhǔn)化角度，對(duì)燃料電池電動(dòng)車的標(biāo)準(zhǔn)化作出要求，包括要全面推進(jìn)燃料電池電動(dòng)汽車能耗及續(xù)航里程、低溫起動(dòng)性能、動(dòng)力性能試驗(yàn)方法等整車標(biāo)準(zhǔn)，以及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法、車載氫氣系統(tǒng)技術(shù)條件等關(guān)鍵系統(tǒng)部件標(biāo)準(zhǔn)研究，用來支撐燃料電池電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用及示范運(yùn)行；同時(shí)要加快推進(jìn)燃料電池汽車低溫冷啟動(dòng)及最高速度等國際標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)及國際標(biāo)準(zhǔn)工作組的組建，以持續(xù)提升我國標(biāo)準(zhǔn)的國際影響力；要全面跟蹤聯(lián)合國世界車輛協(xié)調(diào)論壇（WP.29）的動(dòng)態(tài)及趨勢，牽頭氫燃料電池車輛安全的重點(diǎn)法規(guī)項(xiàng)目規(guī)劃與研制工作，適時(shí)提出有益的提案。

2023年2月3日，工業(yè)和信息化部、交通運(yùn)輸部和發(fā)展改革委等八部門聯(lián)合發(fā)布了《工業(yè)和信息化部等八部門關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動(dòng)化先行區(qū)試點(diǎn)工作的通知》。通知指出，為加快建設(shè)低碳綠色的交通運(yùn)輸體系，要推動(dòng)提升公共領(lǐng)域車輛電動(dòng)化水平，要在全國范圍內(nèi)啟動(dòng)公共領(lǐng)域車輛全面電動(dòng)化先行區(qū)試點(diǎn)工作（所指公共領(lǐng)域車輛包括公務(wù)用車、城市公交、出租車（包括巡游出租和網(wǎng)約車）、環(huán)衛(wèi)車、郵政快遞運(yùn)輸車、城市物流配送、機(jī)場等領(lǐng)域用車），試點(diǎn)期為2023-2025年。

《通知》中除了提出總體要求、主要目標(biāo)、組織實(shí)施外，還特別指出，在提升車輛電動(dòng)化水平的目標(biāo)方面，要科學(xué)合理地制定新能源汽車推廣目標(biāo)，因地制宜開展多元化場景應(yīng)用，鼓勵(lì)在短途運(yùn)輸、城建物流以及礦場等特定場景進(jìn)行新能源重型卡車的推廣應(yīng)用工作。在此大環(huán)境影響下，燃料電池重型卡車也會(huì)在多種應(yīng)用場景逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

1.2 城市示范群

與此同時(shí)，我國地方政府和企業(yè)也在積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用發(fā)展，制定了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃及具體實(shí)施方案等政策性文件，且逐步加快布局建設(shè)加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施。

2021年8月，財(cái)政部等五部門發(fā)布了《關(guān)于啟動(dòng)燃料電池汽車示范應(yīng)用工作的通知》，選擇京津冀、上海和廣東城市群作為首批國家氫燃料電池汽車示范城市群，從國家層面啟動(dòng)燃料電池汽車的城市示范應(yīng)用。政策通過對(duì)氫能供應(yīng)、城市示范群的燃料電池車的推廣應(yīng)用、關(guān)鍵零部件的核心技術(shù)開發(fā)產(chǎn)業(yè)化等方面給予最高18.7億元的獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)助資金，以支持氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同年12月，河北、河南城市群第二批入選。至此，燃料電池汽車城市群示范應(yīng)用推廣形成了“3+2”新格局。

據(jù)新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟（新能源汽車國家監(jiān)測與管理中心和北京理工大學(xué)電動(dòng)車車輛國家工程研究中心提供技術(shù)支持）編制的《全國氫燃料電池汽車示范城市群設(shè)計(jì)開發(fā)能力車輛統(tǒng)計(jì)與分析報(bào)告》顯示：截至2022年4月30日，共8 198輛氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)接入國家新能源監(jiān)測及管理平臺(tái)。氫燃料電池示范城市群車輛推廣情況方面，京津冀、上海、廣東、河北、河南城市群累計(jì)接入5 853輛氫燃料電池汽車，占總接入量的71.%左右。氫燃料電池示范城市群車輛運(yùn)行方面，各示范城市群氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)行駛里程和累計(jì)行駛時(shí)長分別是16 379.10萬km和632.59萬h。2022年4月份，全國氫燃料電池汽車上線率均值為59.83%，五大示范城市群上線率均值為57.06%。其中，京津冀、廣東、河北城市群氫燃料電池汽車上線率均在70%以上。

2022年1-10月以來，在“雙碳”戰(zhàn)略的持續(xù)推動(dòng)和燃料電池示范城市群的發(fā)展下，適用于以城市渣土運(yùn)輸、鋼廠、煤礦等場內(nèi)清潔運(yùn)輸和城市、城際物流領(lǐng)域等多種應(yīng)用場景的燃料電池重型卡車在迅猛發(fā)展的新能源市場中表現(xiàn)出色。根據(jù)終端上牌信息，2022年11月燃料電池重型卡車銷售412輛，環(huán)比（10月銷售218輛）增長近9成（89%），同比（2021年11月銷售148輛）大漲近1.8倍（178%），呈現(xiàn)環(huán)比、同比雙增長態(tài)勢，表現(xiàn)亮眼。

2 燃料電池重型卡車的發(fā)展現(xiàn)狀及幾個(gè)瓶頸

我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初期，面臨產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)亟待加強(qiáng)、裝備水平不高、基礎(chǔ)性建設(shè)滯后、應(yīng)用場景非多元化等諸多挑戰(zhàn)，尤其氫燃料電池重型卡車發(fā)展的一些瓶頸，需要在后期的發(fā)展中逐步解決。

2.1 氫燃料電池重型卡車的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 燃料電池重型卡車的市場發(fā)展現(xiàn)狀

a.市場規(guī)模[2]。

2021年我國全年累計(jì)銷售氫燃料電池重型卡車779輛，但是從車型結(jié)構(gòu)上來看，牽引車和自卸車是最主要的車型，累計(jì)銷量為375輛。

根據(jù)終端銷量數(shù)據(jù)，2022年全年燃料電池重型卡車?yán)塾?jì)實(shí)銷2 456輛，同比大增215%。表1是2022年12個(gè)月份燃料電池重型卡車的銷量。

特別需要注意的是2022年12月份，國內(nèi)氫燃料電池重型卡車銷售772輛，環(huán)比增長87%，同比增長294%，與新能源牽引車等其他多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域一樣，燃料電池重型卡車市場在12月份也創(chuàng)造了歷史最高月銷量紀(jì)錄。

根據(jù)2022年工信部共計(jì)發(fā)布的15個(gè)批次（第352～366批）公告信息統(tǒng)計(jì)，燃料電池貨車?yán)塾?jì)上榜330款，累計(jì)占比近8成（79.7%）。其中，質(zhì)量在14 t以上的重型貨車?yán)塾?jì)上榜252款，占據(jù)燃料電池貨車上榜總數(shù)量的76.4%。

另據(jù)工信部最新統(tǒng)計(jì)及公示，申報(bào)新能源汽車產(chǎn)品的139家企業(yè)的384個(gè)產(chǎn)品中，其中燃料電池產(chǎn)品為16家企業(yè)的28個(gè)產(chǎn)品，除廈門金龍一款為客車，其余均為重型卡車或底盤。

按功能用途劃分，2022年各類氫燃料電池重型卡車銷量、市場占比見表2。

由表2說明，燃料電池重卡車型結(jié)構(gòu)進(jìn)一步豐富，但牽引車、自卸車等仍是主銷車型。牽引車居于絕對(duì)主體地位的原因主要是氫燃料電池在重載、中長途運(yùn)行的重卡牽引車領(lǐng)域能極大地發(fā)揮其優(yōu)勢，在牽引車領(lǐng)域應(yīng)用場景最多。自卸車銷售492輛，同比增長44.7%，市場占比19.96%，主要應(yīng)用于續(xù)航里程較長的砂石料的運(yùn)輸?shù)葢?yīng)用場景。

b.主銷區(qū)域。

在國家“雙碳”戰(zhàn)略下，氫燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群范圍漸廣，越來越多的重型卡車品牌選擇進(jìn)入這一細(xì)分領(lǐng)域。上海、京津冀、廣東等第一批氫燃料電池汽車示范城市群，以及河南、河北等第二批示范城市群在2021-2022年間都出臺(tái)了氫能產(chǎn)業(yè)中長期推廣規(guī)劃，明確了相關(guān)補(bǔ)貼政策，因此燃料電池重型卡車銷售與補(bǔ)貼的落實(shí)密切相關(guān)。2022年燃料電池重型卡車上牌的數(shù)量超過百輛的區(qū)域主要集中在城市示范群以及明確了補(bǔ)貼“價(jià)碼”的區(qū)域［3］。

c.主流企業(yè)。

從生產(chǎn)企業(yè)來看，北汽福田、南京金龍、佛山飛馳、蘇州金龍、鄭州宇通等生產(chǎn)企業(yè)是2021年燃料電池汽車主要生產(chǎn)企業(yè)，市場占有率幾乎達(dá)到了64%。南京金龍是燃料電池牽引車、自卸車的主要銷售企業(yè)，市場占比超過全部燃料電池牽引車、自卸車銷量的50%[2]。

根據(jù)工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年1-12批推薦目錄氫燃料電池系統(tǒng)廠商共計(jì)有65家，燃料電池市場以專用車、客車和重型卡車為主［4-5］。其中2022年燃料電池汽車中重型卡車占比為28%。另外燃料電池重卡在2022年上公告的共有17款，東風(fēng)汽車、三一汽車和陜汽商用車是公告榜前TOP3企業(yè)，上榜燃料電池重型卡車數(shù)量分別為9款、7款、7款。

d.系統(tǒng)配套。

由于市場需求，2021年燃料電池汽車系統(tǒng)功率大幅提升，其中70 kW以上的系統(tǒng)占據(jù)了主要市場，大功率系統(tǒng)逐步成為應(yīng)用主流[2]。2022年以來，基于長途和重載的應(yīng)用以及政策和整車應(yīng)用方面的要求，大功率燃料電池系統(tǒng)已然成為燃料電池技術(shù)發(fā)展的重要趨勢之一，國內(nèi)燃料電池重型卡車配套的燃料電池系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，成為一個(gè)主要的細(xì)分市場。

以幾個(gè)主流的燃料電池企業(yè)為例，2022年4月，國鴻氫能重磅發(fā)布了大功率石墨板燃料電池系統(tǒng)——鴻途H系列燃料電池系統(tǒng)，鴻途H系列產(chǎn)品功率可實(shí)現(xiàn)從120 kW到240 kW乃至360 kW，額定工作效率達(dá)到44%，最高工作效率61%，峰值功率可達(dá)400 kW。7月，博世氫動(dòng)力推出134 kW系統(tǒng)，其氫動(dòng)力模塊是一款高效率、大功率、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性、長壽命的智能化氫動(dòng)力模塊產(chǎn)品，額定功率134 kW，可實(shí)現(xiàn)零下30°低溫冷啟動(dòng)。11月，清能股份全新一代200 kW燃料電池系統(tǒng)也已通過國家強(qiáng)檢認(rèn)證。

2.1.2 燃料電池重型卡車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

燃料電池的主要技術(shù)路線有三種：增程式模式、混合功率模式以及全功率模式。增程式燃料電池重型卡車一般是當(dāng)燃料電池功率與整車功率需求差距較大時(shí)而設(shè)計(jì)的汽車，采用小功率燃料電池和較大電量的動(dòng)力電池匹配方案，驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要的電能全部由動(dòng)力電池提供，燃料電池產(chǎn)生的電只供給動(dòng)力電池，不用輸出給驅(qū)動(dòng)電機(jī)；全功率模式燃料電池重型卡車對(duì)其配套的燃料電池的要求最高，燃料電池額定功率基本上大于或者接近于整車的最大功率，燃料電池的動(dòng)態(tài)功率變化率可以滿足整車的最大功率變化需求；混合功率模式燃料電池重型卡車介于兩者之間，燃料電池工作產(chǎn)生電能在整車功率需求較大時(shí)直接傳輸給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，參與給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，參與驅(qū)動(dòng)，在整車功率較小時(shí)，燃料電池工作產(chǎn)生電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池內(nèi)[6]。

以工信部首款公示的燃料電池重型卡車（江鈴重汽申報(bào)）為例，其動(dòng)力總成采用的是大功率（最高功率在95 kW以上）的燃料電池與動(dòng)力電池相結(jié)合的形式，最高的續(xù)航里程在400 km以上（燃料電池+鋰離子電池），續(xù)航里程較遠(yuǎn)。這款產(chǎn)品型號(hào)為SXQ4180J1A2FCEV的江鈴牌牽引車具備智能混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠做到智能切換氫燃料電池與動(dòng)力電池，常規(guī)情況下氫燃料系統(tǒng)供能，在動(dòng)力需求大情況下，動(dòng)力電池系統(tǒng)與氫燃料系統(tǒng)同時(shí)供能。整車最高時(shí)速可達(dá)85 km/h，儲(chǔ)氫時(shí)間可以控制在25 min以內(nèi)，相比于電動(dòng)車長達(dá)數(shù)個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間，儲(chǔ)能時(shí)間短。

2.2 燃料電池重型卡車發(fā)展的幾個(gè)瓶頸

氫能產(chǎn)業(yè)涉及制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、用氫等多個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈長，技術(shù)復(fù)雜，因此目前燃料電池重型卡車的應(yīng)用仍面臨核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、終端用氫成本高和制、儲(chǔ)、運(yùn)的關(guān)鍵技術(shù)亟待突破等瓶頸。

2.2.1 燃料電池重型卡車推廣應(yīng)用的幾個(gè)技術(shù)瓶頸

a.電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能有待能提升。

影響燃料電池性能的技術(shù)因素主要包含整機(jī)和零部件技術(shù)因素。整機(jī)技術(shù)方面，整機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)、各系統(tǒng)之間的匹配等都會(huì)直接影響氫燃料電池的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，同時(shí)，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件，例如質(zhì)子膜、催化劑、空壓機(jī)等也會(huì)影響電池的性能。而燃料電池重型卡車電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能相關(guān)的核心技術(shù)一旦突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸，就可以降低燃料電池成本，對(duì)于降低燃料電池重型卡車生命周期成本意義重大，從而可以推動(dòng)燃料電池重型卡車的產(chǎn)業(yè)化。

b.電池系統(tǒng)開發(fā)中現(xiàn)有問題所涉及的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

燃料電池重型卡車在推廣應(yīng)用中，燃料電池系統(tǒng)中的安全性能開發(fā)（整車氫氣排放、整車氫氣泄露、氫電及加氫系統(tǒng)安全）、續(xù)航里程開發(fā)（常溫續(xù)航里程、低溫續(xù)航里程、高溫續(xù)航里程及應(yīng)用工況續(xù)航里程）、動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性開發(fā)（燃料電池轉(zhuǎn)換效率、最高車速、加速時(shí)間及爬坡性能）及環(huán)境適應(yīng)開發(fā)（低溫啟動(dòng)性能、高溫及高原適應(yīng)性、環(huán)境溫度適應(yīng)性及燃料適應(yīng)性及可靠性）是目前所關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。如何從以上四個(gè)主要技術(shù)瓶頸著手，在催化、膜電、電堆傳熱、高電流密度燃料電池電堆開發(fā)、燃料供給與尾排、NVH、燃料電池系統(tǒng)數(shù)字開發(fā)、水/熱管理、系統(tǒng)輕量化、電子電控、燃料電池系統(tǒng)集成和燃料電池整車匹配技術(shù)等方面進(jìn)行研究提升，是燃料電池重型卡車的技術(shù)路線逐步迭代中不可或缺的。

2.2.2 相關(guān)法律法規(guī)方面的瓶頸

a.燃料電池重型卡車的整車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)有待完善。

燃料電池汽車的主要整車技術(shù)指標(biāo)是安全性、動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性。安全性方面，與純電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車外相比，燃料電池汽車特殊的安全要求主要體現(xiàn)在車載氫氣系統(tǒng)上。其工作壓力較高，且氫氣分子小易泄露，容易在密閉空間內(nèi)聚集產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。GB/T 24549-2020《燃料電池電動(dòng)汽車安全要求》規(guī)定了燃料電池電動(dòng)汽車整車、關(guān)鍵系統(tǒng)等方面的要求，涵蓋了整車和系統(tǒng)安全要求。但是，安全性除了滿足電動(dòng)汽車特殊安全性的目標(biāo)外，還應(yīng)考慮氫氣的安全要求。同時(shí)，燃料電池和整車技術(shù)也要考慮其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，因此這些標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)都需要進(jìn)一步完善細(xì)化。具體到燃料電池重型卡車，其電池模塊的尺寸規(guī)格、數(shù)字化接口、安全標(biāo)準(zhǔn)、動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)及測試協(xié)議等也需要開發(fā)一套與之匹配的公開標(biāo)準(zhǔn)，以便推廣燃料電池在重載交通領(lǐng)域的應(yīng)用。

b.氫燃料電池重型卡車的標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計(jì)有待持續(xù)完善。

燃料電池汽車的標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計(jì)尚有欠缺，體系完整性有待加強(qiáng)。2022年3月18日，工信部印發(fā)了《2022年汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》。從新興領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)研制、深化國際交流合作等方面提出了規(guī)劃，關(guān)于燃料電池汽車包括了以下幾個(gè)主要方面：

a.修訂燃料電池電動(dòng)汽車碰撞后安全要求標(biāo)準(zhǔn)。

b.全面推進(jìn)燃料電池電動(dòng)汽車能耗及續(xù)航里程、低溫啟動(dòng)、動(dòng)力性能試驗(yàn)方法等整車標(biāo)準(zhǔn)，以及燃料電池電機(jī)性能試驗(yàn)方法、車載氫氣系統(tǒng)技術(shù)條件等關(guān)鍵系統(tǒng)部件的標(biāo)準(zhǔn)研究，以支撐燃料電池電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用及示范運(yùn)行。

c.加強(qiáng)全球技術(shù)法規(guī)制定協(xié)調(diào)時(shí)，在氫燃料電池車輛安全方面提出中國的提案，以推動(dòng)中國的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入全球技術(shù)法規(guī)候選綱要，持續(xù)提升國際法規(guī)協(xié)調(diào)工作的參與度與貢獻(xiàn)度。

d.在燃料電池汽車低溫冷啟動(dòng)及最高速度國際標(biāo)準(zhǔn)的制訂方面，深度參與立項(xiàng)并新建1～2個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)工作組，持續(xù)提升中國標(biāo)準(zhǔn)國際影響力[7]。

在燃料電池汽車的基本頂層標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善且具有一定國際影響力的基礎(chǔ)上，燃料電池重型卡車的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)也應(yīng)加快進(jìn)行適應(yīng)化設(shè)計(jì)并逐漸融入國際化范圍內(nèi)。截至2023年2月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)已批準(zhǔn)發(fā)布的汽車（含摩托車）強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)共128項(xiàng)，其中，適用于商用車的88項(xiàng)強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)中，有一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)涉及燃料電池電動(dòng)汽車（重型商用車燃料消耗量限值），81項(xiàng)新能源汽車領(lǐng)域相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中，有8項(xiàng)關(guān)于燃料電池電動(dòng)汽車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵系統(tǒng)及零部件中涉及燃料電池電動(dòng)汽車的標(biāo)準(zhǔn)有兩項(xiàng)，能源補(bǔ)充系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中有兩項(xiàng)燃料電池電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。以上情況說明，燃料電池電動(dòng)重型卡車標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)一步完善的道路上還有很長的路要走。

2.2.3 氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的瓶頸

當(dāng)前，氫能基礎(chǔ)設(shè)施有待加強(qiáng)，如加氫站的覆蓋程度不高，基礎(chǔ)設(shè)施不足是制約我國氫燃料電池汽車廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。影響加氫站建設(shè)的因素是多方面的，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及核心技術(shù)不完善、建站審批流程長、用地難、資金問題，還有商業(yè)化運(yùn)營困難、安全管理等。隨著國家政策的逐步釋放，審批流程、用地等問題會(huì)得以逐步實(shí)施。但是一方面，氫能產(chǎn)業(yè)初期，加氫站的網(wǎng)絡(luò)總體布局與氫燃料電池車的市場規(guī)模依然是氫能產(chǎn)業(yè)中相互掣肘的因素，而且車輛較少，限制了加氫站的良性滾動(dòng)發(fā)展[8]。另一方面，加氫站的建設(shè)分為兩種方式，一種是新建加氫站，另一種是把現(xiàn)有的加油站改造為加氫站。新建加氫站及改建加氫站的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也需要進(jìn)一步完善。目前新建加氫站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)主要采用《GB/T 34584-2017加氫站技術(shù)規(guī)范》，其對(duì)氫氣儲(chǔ)運(yùn)安全和建站選址條件的要求較高，特別是加氫站的氫氣工藝設(shè)施與站外建筑物、構(gòu)筑物的防火距離[8]。在加氫站和加氫合建站方面，依托現(xiàn)有加油站設(shè)施改造的困難較大，特別是在大城市、人口密集地區(qū)問題更加突出[8]。

2.2.4 燃料電池重型卡車的經(jīng)濟(jì)成本瓶頸

燃料電池汽車中燃料全生命周期經(jīng)濟(jì)成本的決定因素為：購置成本（燃料電池系統(tǒng)和儲(chǔ)氫、供氫）、氫耗、氫氣價(jià)格（制氫和儲(chǔ)運(yùn)、加氫成本）。

目前，燃料電池系統(tǒng)價(jià)格較高，我國的高壓儲(chǔ)氫及加氫設(shè)備的關(guān)鍵零部件仍然需要進(jìn)口，儲(chǔ)氫及供氫成本高，最終導(dǎo)致燃料電池重型卡車的購置價(jià)格比純電動(dòng)同類車的價(jià)格高很多。

另外，氫能不僅易燃易爆，在高壓下還會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，國內(nèi)燃料氫氣目前普遍采用高壓氣態(tài)運(yùn)輸，儲(chǔ)運(yùn)安全很重要，無論是氣態(tài)、液態(tài)還是固態(tài)，氫能的運(yùn)輸成本依然很高。加之制氫受到多種因素影響，加氫站的氫氣加注價(jià)格普遍達(dá)到了60元/kg，個(gè)別地區(qū)甚至達(dá)到了70～80元/kg，即使有國家層面和示范城市群的補(bǔ)貼政策，加上維護(hù)成本，燃料電池重型卡車的氫氣成本仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同級(jí)別的純電動(dòng)重型卡車。

3 燃料電池重型卡車的基本發(fā)展路線

燃料電池電動(dòng)汽車因其特性，在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，一定會(huì)與純電動(dòng)車形成互補(bǔ)優(yōu)勢的趨勢。在此基礎(chǔ)上，燃料電池重型卡車產(chǎn)業(yè)鏈逐步發(fā)展，氫能基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，氫氣價(jià)格和燃料電池系統(tǒng)成本也將持續(xù)下降，因此我國燃料電池重型卡車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展將呈現(xiàn)以下的發(fā)展路線。

3.1 氫燃料電池技術(shù)成本的降低路線

氫燃料電池重型卡車應(yīng)用的核心，即燃料電池系統(tǒng)成本至關(guān)重要，因此，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，開展燃料電池技術(shù)成本降低路線，具體可以從以下幾點(diǎn)開展工作。

3.1.1 利用規(guī)?；娜剂想姵刂圃旒夹g(shù)[9]

a.對(duì)于技術(shù)不成熟且主要依賴國外的原材料、價(jià)格昂貴或制造工藝不完善的催化劑和雙極板等燃料電池核心材料、關(guān)鍵組件，可以通過優(yōu)化制造材料、改進(jìn)制備工藝技術(shù)的方式來降低成本。

b.技術(shù)較為成熟的核心材料、關(guān)鍵組件則可以通過建立標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品制造平臺(tái)體系，利用規(guī)模化的量產(chǎn)效應(yīng)來有效推動(dòng)成本降低。

c.利用氫能產(chǎn)業(yè)的示范城市群，提升氫燃料電池上下游配套零部件與氫燃料整車制造技術(shù)的匹配性，來形成較為完善的氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈，利用各地的地域優(yōu)勢，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)而降低氫燃料電池的成本。

3.1.2 利用優(yōu)化氫燃料電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線[9]

a.通過對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不斷簡化，降低電池的系統(tǒng)成本。

b.通過對(duì)氫燃料電池各個(gè)子系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)來降低成本。

c.通過氫燃料電池系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)材料的輕量化來降低成本。

3.2 適合性的應(yīng)用場景路線

燃料電池重型卡車在初步應(yīng)用之后，隨著氫能及燃料電池等技術(shù)發(fā)展與成本下降，將朝著港口碼頭等特定的應(yīng)用路線拓展。具體來說，可以從以下幾個(gè)應(yīng)用場景來加快發(fā)展氫燃料重型卡車。

3.2.1 市政環(huán)衛(wèi)應(yīng)用場景

市政環(huán)衛(wèi)從功能上主要分為運(yùn)輸型和作業(yè)型兩類。運(yùn)輸型車主要包含密封式、壓縮式、擺臂式車廂可卸式、自卸式等類型；作業(yè)型車主要包含洗塵車、掃地車、灑水車、除雪車等。對(duì)于大功率需求的運(yùn)輸型車，現(xiàn)有純電動(dòng)產(chǎn)品可滿足運(yùn)輸型車輛絕大部分使用需求，同時(shí)在純電動(dòng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上應(yīng)用氫燃料重型卡車是未來發(fā)展的一個(gè)主要方向；作業(yè)型車以洗掃、清洗、抑塵、除雪等應(yīng)用場景為主，日運(yùn)營里程短，但載重大，作業(yè)車速較低，作業(yè)時(shí)間較長，運(yùn)行需要持續(xù)大功率輸出，氫燃料重型環(huán)衛(wèi)車可滿足需要[10]。

3.2.2 城際物流應(yīng)用場景

目前，城際物流應(yīng)用場景主要集中在兩個(gè)大型城市示范群，主要運(yùn)行于高速公路和國道、省道上，具有重載、高效的特點(diǎn)。除此之外，也注重駕駛舒適性，以快遞、大件、材料運(yùn)輸為主，常用載貨質(zhì)量對(duì)大功率的車型需求較大，在國家“雙碳”政策指引下，除新能源車型如混合動(dòng)力新能源車型外，燃料電池重型卡車也可以滿足需求。

3.2.3 城市渣土自卸車應(yīng)用場景

城市渣土自卸車主要用來工程挖槽土、拆遷工程建筑垃圾、裝修棄土等運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)缆纺酀?、松軟，路況較為惡劣，槽坑坡度較大，多灰多塵，裝載量較大，要求車輛動(dòng)力性強(qiáng)，可靠性好，通過性好。針對(duì)上述特點(diǎn)，氫燃料電池自卸車搭載較大功率的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)可以滿足整車功率需求及運(yùn)營需求，且符合國家“雙碳”政策。

3.2.4 倒短物流牽引車應(yīng)用場景

倒短物流牽引車主要運(yùn)輸商品車成品及半成品、煤炭、鋼材、材料等大宗貨物，載重質(zhì)量約25～35 t，進(jìn)行礦區(qū)倒短、廠區(qū)倒短、港口牽引等工作，日均運(yùn)營基本固定，平均車速不高，使用頻率較高，運(yùn)行路線相對(duì)固定，方便加氫。根據(jù)這種應(yīng)用場景特點(diǎn)，氫燃料電池牽引車搭載100 kW及以上的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)即可滿足整車功率需求。

3.3 智能化與燃料電池重型卡車結(jié)合的路線

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，我國車輛智能駕駛技術(shù)也日趨成熟。在新能源車輛領(lǐng)域，智能駕駛技術(shù)不斷迭代及深入應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，將燃料電池技術(shù)和智能駕駛技術(shù)進(jìn)行融合創(chuàng)新，可加快燃料電池重型卡車技術(shù)的不斷應(yīng)用，同時(shí)，這種智能化的發(fā)展也會(huì)給燃料電池重型卡車的用戶帶來舒適的駕駛體驗(yàn)。

3.4 加氫站的配套設(shè)施路線

加氫站是氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，是氫燃料電池汽車加快發(fā)展的關(guān)鍵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2022年7月，全國已建成加氫站270座，前期在城市示范群一批新建的加氫站或是改建的加氫站應(yīng)運(yùn)而生。從2023年開始，加氫站的建設(shè)會(huì)逐步進(jìn)入快速發(fā)展期。另外隨著氫能和燃料電池技術(shù)的逐步成熟，加氫站的建設(shè)成本會(huì)逐步降低，這將會(huì)進(jìn)一步活躍氫能源市場。

后期進(jìn)入到成熟完善期，可以從三個(gè)方面加速加氫站的建設(shè)：a.可以從豐富加氫站的示范項(xiàng)目類型，且逐步增加數(shù)量；b.可以示范新建或是改造建設(shè)一批集加油、加氫、充電三位一體的商業(yè)化試點(diǎn)項(xiàng)目[5]，逐步布局加氫網(wǎng)絡(luò)，從而進(jìn)一步推動(dòng)燃料電池重型卡車的有效發(fā)展；c.加速加氫站的技術(shù)創(chuàng)新，例如2023年2月，我國首個(gè)甲醇制氫加氫一體站在大連自貿(mào)片區(qū)投入使用。一輛印有“大連市氫能綜合利用示范工程”的氫燃料電池公交車在該站僅用幾分鐘就加滿了10 kg氫，可續(xù)航100多km[11]。從這個(gè)案例可以看出，“氫能推廣，氫站先行”[11]。因此加速加氫站的配套建設(shè)，再結(jié)合氫能產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展，一定會(huì)加快氫燃料中重型卡車的發(fā)展。

3.5 產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善路線

燃料電池重型卡車的產(chǎn)業(yè)鏈主要包含上游（燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)及關(guān)鍵部件）和下游（整車生產(chǎn)）兩大部分。與傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈相比，燃料電池重型卡車的產(chǎn)業(yè)鏈主要新增了燃料電池系統(tǒng)和車載供氫系統(tǒng)，其中燃料電池系統(tǒng)是核心結(jié)構(gòu)。目前無論是上游的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)及關(guān)鍵部件，還是整車生產(chǎn)企業(yè)，都聚集了大量的企業(yè)來推動(dòng)燃料電池重型卡車的快速發(fā)展。但是上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，無論是燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)還是關(guān)鍵零部件，嚴(yán)重依賴進(jìn)口的情況還存在，另外生產(chǎn)和測試這些進(jìn)口關(guān)鍵零部件的設(shè)備也主要依賴進(jìn)口，因此，除了目前日趨成熟的整車生產(chǎn)，燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵材料的核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)布局及完善的供應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈布局是燃料電池重型卡車的基本發(fā)展路線。

4 思考與建議

從2023年開始，氫燃料重型卡車從示范應(yīng)用階段逐步進(jìn)入到加速發(fā)展和成熟完善期，為此，在基礎(chǔ)研究方面，形成我國自主開發(fā)的重型卡車燃料電池的核心材料、核心研究機(jī)制的研究能力必不可少。在應(yīng)用技術(shù)方面，我國應(yīng)逐步擁有燃料電池核心零部件的自主開發(fā)技術(shù)、燃料電池與整車的集成技術(shù)等核心能力；在示范發(fā)展方面，應(yīng)在全國范圍內(nèi)開展燃料電池重型卡車的示范運(yùn)營和區(qū)域聯(lián)合模塊化規(guī)范運(yùn)營，并大力開展國際合作；在產(chǎn)業(yè)鏈方面，應(yīng)努力打造逐步完善的燃料電池重型卡車的全產(chǎn)業(yè)鏈。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚旭光，余卓平燃料電池商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]中國工程科學(xué)，2020，20（5）：152-158

[2]劉光輝，王星2021年氫燃料電池汽車市場分析與2022年發(fā)展商討[J]專用汽車，2021（3）：4-7

[3]中華人民共和國工業(yè)和信息化部汽車工業(yè)2022年汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)，2022-03-18.

[4]王欽加氫站的規(guī)劃參考依據(jù)與發(fā)展路線[J]煤氣與熱力，2020，40（2）：1-4

[5]樊春艷，朱成，蔡國欽，等中國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈分析研究[J]科技與創(chuàng)新，2021（3）：24-27

[6]蘇曉春，李濤，田新宇，等燃料電池重卡技術(shù)路線及相關(guān)系統(tǒng)分析[J]新能源汽車，2019（11）：9-10.

[7]裝備工業(yè)一司2022年汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)[EB/OL][2022-03-18]https：//wwwmiitgovcn/jgsj/zbys/gzdt/art/2022/rt_a88fe3f3b5834c098e989de11ce21fe8html

[8]于廣欣，紀(jì)欽洪，劉強(qiáng)，等氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)瓶頸分析與思考[J]現(xiàn)代化工，2021（4）：1-4

[9]韓奕飛氫燃料電池降本要過三道坎[N]中國能源報(bào)，2020-10-05

[10]氫燃料商用車應(yīng)用場景分析及發(fā)展建議氫燃料商用車應(yīng)用場景分析及發(fā)展建議[EB/OL]（2020-08-20）https：//wwwcetcomcn/qcpd/yw/2634065shtml.

[11]吳琳大連：氫能產(chǎn)業(yè)提速?zèng)_刺[N]光明日?qǐng)?bào)，2023-02-21（16）

作者簡介：

陳剛?cè)?，男?976年生，工程師，研究方向?yàn)橹匦涂ㄜ嚿唐芬?guī)劃。