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作為液氫終端應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，液氫重卡正逐步進(jìn)入大眾視野。

在“雙碳”目標(biāo)的指引下，商用車(chē)向新能源化轉(zhuǎn)型已勢(shì)不可擋。液氫由于具備儲(chǔ)氫密度大、能量密度高等特點(diǎn)，被視為公路貨運(yùn)脫碳的重要替代燃料。

2020年以來(lái)，國(guó)內(nèi)液氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展節(jié)奏不斷加快，液氫國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定、車(chē)企布局研發(fā)也取得了較快進(jìn)展。目前，北汽福田、一汽解放、陜汽重卡、中國(guó)重汽等商用車(chē)頭部企業(yè)均在推進(jìn)液氫重卡的研發(fā)應(yīng)用。

01優(yōu)勢(shì)突出 液氫重卡前景可期

眾多車(chē)企布局液氫重卡，主要源于液氫在干線運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用具備突出優(yōu)勢(shì)。

天津大學(xué)教授姚春德在接受記者采訪時(shí)表示，由于氣態(tài)儲(chǔ)氫密度較低，70MPa的壓縮氫氣僅能提供1200kWh/m?的低熱值能量，所以在干線物流上使用氫燃料電池卡車(chē)性?xún)r(jià)比較低。而液氫則具有密度高、體積小的特點(diǎn)，液氫罐體所需空間?。ㄇ覕y帶氫氣多），不僅可以側(cè)向放置，增加空間利用率，而且重量也更輕，使車(chē)輛擁有更大的裝載空間和更長(zhǎng)的續(xù)駛能力。

“一般而言，大功率、長(zhǎng)續(xù)駛里程的重卡往往需要50～80kg的儲(chǔ)氫量，即便是使用70MPa高壓氫瓶，也需要配裝5～8個(gè)大容積罐體。如果采用液氫燃料，只需一個(gè)0.8～1.3m?的燃料罐，便能滿(mǎn)足用戶(hù)的使用需求。”姚春德介紹說(shuō)，液氫重卡不僅可以實(shí)現(xiàn)零排放，在續(xù)駛里程、動(dòng)力表現(xiàn)等方面也可媲美傳統(tǒng)燃油卡車(chē)。

“液氫技術(shù)路線不僅可以大幅降低儲(chǔ)氫重量，在成本控制上也有巨大優(yōu)勢(shì)。”福田汽車(chē)副總裁秦志東告訴記者，根據(jù)規(guī)模化成本計(jì)算，氣態(tài)儲(chǔ)氫每千克成本為2000多元，液氫則可以控制在1000元以?xún)?nèi)。未來(lái)，隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；瘧?yīng)用，液氫每千克儲(chǔ)氫成本有望降至500元。

此外，液氫的高品質(zhì)也是氣氫所不具備的。除氦氣之外，所有的雜質(zhì)氣體遇到液氫都會(huì)凝固分離，因此液氫汽化后可直接獲得超純氫，這對(duì)保證燃料電池系統(tǒng)的長(zhǎng)壽命、高性能具有重要意義。

從加氫站角度來(lái)看，為配備35MPa儲(chǔ)氫瓶的車(chē)輛加注氣氫，綜合能耗在3～4kWh/kg，為配備70MPa儲(chǔ)氫瓶的車(chē)輛加注的綜合能耗在6～8kWh/kg。而為配備35MPa和70MPa儲(chǔ)氫瓶的車(chē)輛加注液氫，采用的是液氫泵增壓、汽化器復(fù)溫的方式，綜合能耗不超過(guò)2kWh/kg，節(jié)能優(yōu)勢(shì)十分明顯。

“綜上來(lái)看，終端車(chē)載液氫系統(tǒng)更適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸場(chǎng)景，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在儲(chǔ)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性，以及終端高密度儲(chǔ)氫和高品質(zhì)利用上。”姚春德表示，“未來(lái)，隨著液氫重卡技術(shù)的不斷成熟，該車(chē)型有望成為干線運(yùn)輸領(lǐng)域的主力軍。”

02從制到用 諸多難題亟待破解

雖然市場(chǎng)前景可期，但就現(xiàn)階段而言，液氫重卡仍處于起步階段，想要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地還存在諸多難點(diǎn)亟待解決。

“首先是制取方面，液氫是通過(guò)預(yù)冷和節(jié)流膨脹等工藝，將氫氣冷卻至-253℃后液化而成。由于氫氣是密度最小的氣體，不容易被壓縮，這就需要絕對(duì)的低溫條件來(lái)制取。另外，液氫耗能巨大，液化1kg氫需要耗電10～20kWh，如果用電制氫，液氫重卡的性?xún)r(jià)比將大打折扣。”姚春德分析稱(chēng)，由于液氫制取難度較高，經(jīng)濟(jì)性也有待提升，因此當(dāng)下只能在少數(shù)地區(qū)和領(lǐng)域推廣，想要在卡車(chē)領(lǐng)域大范圍應(yīng)用仍有較大難度。

此外，值得注意的是，國(guó)內(nèi)液氫儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈也尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；ㄔO(shè)。對(duì)于儲(chǔ)氫裝置的技術(shù)研究，重塑科技應(yīng)用工程部執(zhí)行總監(jiān)孫北指出，液氫儲(chǔ)存必須使用超低溫的特殊容器，儲(chǔ)存的裝料和絕熱不完善均易導(dǎo)致氫氣蒸發(fā)損失?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)主流的儲(chǔ)氫瓶仍以金屬內(nèi)膽（即Ⅲ型瓶）為主，雖然Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶因其質(zhì)量輕、耐久性強(qiáng)等特點(diǎn)成為全世界的攻關(guān)重點(diǎn)，但由于國(guó)內(nèi)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等因素的掣肘，Ⅳ型瓶研制尚處于初級(jí)階段。與此同時(shí)，我國(guó)在氫液化裝置、液氫球罐、液氫儲(chǔ)運(yùn)容器、液氫加氫站成套裝備，以及氫膨脹機(jī)、液氫泵、液氫閥門(mén)等關(guān)鍵零部件方面，均需要進(jìn)一步攻關(guān)。

在姚春德看來(lái)，電堆也是制約液氫重卡發(fā)展的一大痛點(diǎn)。“液氫重卡對(duì)于燃料電池電堆能量密度要求較高，但目前該領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備仍有欠缺，需進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新研發(fā)。今后，如果儲(chǔ)氫合金和低溫液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)能夠突破，燃料電池體積能量密度將分別增加1.5倍和2倍，優(yōu)勢(shì)會(huì)更為明顯。另外，液氫重卡作為新興產(chǎn)品，目前供氫系統(tǒng)尚未建成，未來(lái)仍需較長(zhǎng)時(shí)間完善產(chǎn)業(yè)鏈。”他說(shuō)。

“雖然多家企業(yè)都在積極推進(jìn)液氫重卡，但結(jié)合目前的實(shí)際情況，以及國(guó)家基于安全原因?qū)σ簹涔苤戚^為嚴(yán)格，液氫重卡要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；\(yùn)行，還有很長(zhǎng)的路要走。”孫北說(shuō)道。

03加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是關(guān)鍵

想要大力推廣液氫重卡，除加快車(chē)輛、相關(guān)部件以及關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)升級(jí)，配套基礎(chǔ)設(shè)施能否同步跟進(jìn)也是關(guān)鍵所在。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球僅有120座液氫加氫站，主要分布在美國(guó)、歐洲和日本。由于我國(guó)液氫產(chǎn)業(yè)仍處于科研和小批量試驗(yàn)階段，因此液氫加氫站并未實(shí)現(xiàn)批量建設(shè)，目前僅在浙江平湖市建成一座配套加氫站。預(yù)計(jì)未來(lái)3～5年，國(guó)內(nèi)液氫加氫站將在部分地區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)示范，但短期內(nèi)不會(huì)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；ㄔO(shè)。

“基礎(chǔ)設(shè)施不完善已成為液氫重卡商業(yè)化推廣的主要痛點(diǎn)。”孫北表示，作為氫能產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，液氫加氫站的數(shù)量直接影響著液氫重卡的商業(yè)化進(jìn)程。要想解決補(bǔ)能設(shè)施不完善的問(wèn)題，需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈共同推進(jìn)，合力開(kāi)展液氫加氫站建設(shè)。

“液氫加氫站的技術(shù)突破和快速布局是液氫重卡推廣應(yīng)用的前置條件。只有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更加完備，才能有效推動(dòng)液氫重卡普及應(yīng)用。”某重卡品牌負(fù)責(zé)人表示，一旦配套基礎(chǔ)設(shè)施和液氫儲(chǔ)運(yùn)體系建設(shè)完備，未來(lái)液氫重卡的市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⒊^(guò)換電重卡。

液氫作為新的技術(shù)路線，無(wú)論是車(chē)輛開(kāi)發(fā)，還是配套設(shè)施建設(shè)，難度都要大很多，需要更多時(shí)間探索和攻堅(jiān)。在這一過(guò)程中，車(chē)企與產(chǎn)業(yè)鏈各方需持續(xù)推進(jìn)技術(shù)攻堅(jiān)，除完善補(bǔ)能設(shè)施外，整零企業(yè)之間還應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)動(dòng)，共同解決技術(shù)難題、質(zhì)量控制難題及生產(chǎn)一致性難題。與此同時(shí)，想要液氫重卡實(shí)現(xiàn)示范運(yùn)營(yíng)乃至商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，還須得到政府方面的支持，推進(jìn)液氫儲(chǔ)運(yùn)、整車(chē)檢測(cè)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

原標(biāo)題：液氫重卡有望加速商業(yè)化落地