近年來，全球變暖、冰川融化、海平面上升、霧霾天氣等一系列現(xiàn)象表明溫室效應(yīng)帶來的氣候變化正嚴(yán)重影響著人類未來生存。隨著世界各國對全球氣候變化的逐漸重視，控制碳排放、啟用新能源等一系列政策規(guī)劃也逐步落地。燃料電池汽車作為一種高效、清潔的新能源汽車，運(yùn)行過程中可以實(shí)現(xiàn)零污染、零碳排放，故在雙碳背景下受到了極大的關(guān)注，尤其是氫燃料電池重卡，目前被認(rèn)為是氫能汽車的“最大風(fēng)口”。

氫能重卡擁有運(yùn)輸路線相對固定、載重量大、行駛里程長、加氫速度快等特點(diǎn)，相比乘用車，它的商業(yè)化應(yīng)用階段會更早到來。與此同時，重卡作為汽車領(lǐng)域的排放大戶，使用氫燃料電池是達(dá)成減碳目標(biāo)的重要途徑之一。

氫能重卡基本構(gòu)成

燃料電池車主要由燃料電池堆、動力蓄電池、儲氫罐、DC/DC轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電動機(jī)和動力控制單元等組成，其中燃料電池堆為核心組件。電堆中氫與氧反應(yīng)產(chǎn)生電能，經(jīng) DC／DC轉(zhuǎn)換器的阻抗匹配與電壓轉(zhuǎn)換后，與動力蓄電池并聯(lián)，共同向驅(qū)動電機(jī)輸出電能。驅(qū)動電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對車輛進(jìn)行驅(qū)動，其工作原理如下圖所示。

氫能重卡優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)

1. 運(yùn)輸路線相對固定：便于配套加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施，如在港口、高速路等相對封閉和固定路線，只需配套少量的加氫站，即可滿足氫能重卡的使用。

2. 加注速度快、續(xù)航里程長：氫能重卡加氫時間約為5~10分鐘，而純電重卡需充電3~5小時；續(xù)航里程高于純電重卡，普遍在400~800公里，最高可達(dá)1000公里。

3. 無污染、零排放：擁有燃料電池車的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行過程中產(chǎn)物只有水，無有害氧化物產(chǎn)生，無碳排放。

• 缺點(diǎn)
  

1. 成本高：氫能重卡的成本主要有兩部分，一是整車成本，氫能重卡的價(jià)格是柴油重卡的3~5倍；二是加氫成本，氫能重卡每百公里成本超400元。目前成本較高，但隨著技術(shù)快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)模化將極大地降低整車成本和加氫成本。

2. 密封性要求嚴(yán)格：由于氫氣是極小的分子，很容易造成泄露，一旦泄露將會造成不可估量的后果，因此需要極其嚴(yán)格的密封。這一要求使得燃料電池發(fā)動機(jī)的制造工藝很復(fù)雜，并給使用和維護(hù)帶來很多困難。

國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)外企業(yè)早就已經(jīng)開始布局氫燃料電池重卡。2016年，美國尼古拉汽車公司發(fā)布一款概念型電動卡車，該車安裝了氫燃料電池，只有水蒸氣排出，可以實(shí)現(xiàn)零排放，一次加注燃料就能行駛2000km。而后，日本豐田、韓國現(xiàn)代等車企也陸續(xù)推出氫燃料重卡。

2017年，中國重汽推出一款氫燃料港口牽引車，成為國內(nèi)首臺重卡產(chǎn)品。解放、東風(fēng)、紅巖等車企也已經(jīng)推出相關(guān)氫燃料重卡產(chǎn)品，目前部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。雖然我國氫燃料電池重卡技術(shù)起步晚，但國內(nèi)已初步形成一定的產(chǎn)業(yè)鏈，其相關(guān)氫能零部件正在逐漸實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

氫能重卡勢不可擋

無論從技術(shù)、資源還是政策等方面來看，重卡必然是氫能汽車的重點(diǎn)領(lǐng)域。目前，我國燃料電池重卡的運(yùn)行已經(jīng)進(jìn)入了初級商業(yè)化階，在北京、天津、河北等多地，已布局的示范項(xiàng)目，包含上千臺氫能重卡，涵蓋多領(lǐng)域、多類型應(yīng)用場景。2021年，我國氫能重卡在新能源重卡中銷量增速最快，同比增長超33倍；2021年9月前交付客戶的氫能重卡有400余臺。

據(jù)中國工程院預(yù)計(jì)，燃料電池重卡會在未來5~10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營，逐步替代傳統(tǒng)燃油車市場。中國將優(yōu)先發(fā)展氫能重卡為首的商用車，待加氫站相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備成熟，再挑起氫能乘用車的大梁。中國火力全開，正接過全球氫能重卡的接力棒，成為最有希望的“種子選手”。