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隨著氫燃料電池在汽車領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)從到1的跨越，同樣以內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品為主要驅(qū)動(dòng)力的工程機(jī)械行業(yè)，也勢(shì)必將迎來一場(chǎng)動(dòng)力變革。
從概念來看，凡土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動(dòng)式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機(jī)械化施工工程所必需的機(jī)械裝備，稱為工程機(jī)械，具體包括叉車、裝載機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、混凝土攪拌輸送車、壓路機(jī)、推土機(jī)、混凝土泵車、平地機(jī)、攤鋪機(jī)等。
工程機(jī)械油耗大，排放密度大，對(duì)環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。在國(guó)家能源轉(zhuǎn)型升級(jí)與環(huán)保的雙輪驅(qū)動(dòng)下，加快工程機(jī)械的節(jié)能減排已經(jīng)成為該行業(yè)的目標(biāo)任務(wù)。近年來，基于氫燃料電池具有全程零排放零污染優(yōu)勢(shì)，部分企業(yè)開始嘗試將氫燃料電池應(yīng)用于工程機(jī)械，其中有專用設(shè)備制造巨企，如三一重工、徐工集團(tuán)、中聯(lián)重科等，還有工程機(jī)械“新勢(shì)力”，如博雷頓等。
目前工程機(jī)械保有量已超過800萬輛，每年還在以40萬輛的速度增加。巨大增量市場(chǎng)下，氫能工程機(jī)械有多大的替代空間？上述布局企業(yè)及燃料電池企業(yè)又能從中獲得多大的市場(chǎng)紅利？
誰在氫能工程機(jī)械領(lǐng)域排兵列陣？
工程機(jī)械是出了名的油老虎。《中國(guó)移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，工程機(jī)械污染排放問題已經(jīng)到了不容忽視的地步。
非道路移動(dòng)源污染排放比例情況
在國(guó)家上下推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、遏制碳排放的背景下，工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)低能耗，清潔的尾氣排放是大勢(shì)所趨。氫燃料電池具有零排放零污染的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能適應(yīng)高強(qiáng)度連續(xù)作業(yè)，被認(rèn)為是最有前景的替代動(dòng)力解決方案之一。
目前在氫燃料電池工程機(jī)械領(lǐng)域展開布局的國(guó)內(nèi)外企業(yè)如下：
國(guó)際市場(chǎng)，2020年3月，現(xiàn)代摩比斯、現(xiàn)代汽車和現(xiàn)代工程機(jī)械宣布聯(lián)手開發(fā)全球首臺(tái)氫動(dòng)力工程機(jī)械設(shè)備，批量生產(chǎn)和分銷的目標(biāo)日期定為2023年；7月，英國(guó)工程機(jī)械制造商JCB研發(fā)的全球第一臺(tái)氫動(dòng)力液壓挖掘機(jī)正式亮相；12月，位于意大利的南提洛爾制造商PRINOTH率先推出了新概念雪地美容機(jī) LEITWOLF h2MOTION，這是世界上第一款氫動(dòng)力雪地美容機(jī)。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，2020年11月，徐工在上海寶馬展上發(fā)布首款氫燃料電池渣土車，該車搭載的是國(guó)鴻氫能提供的鴻途G110燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)；12月，中聯(lián)重科發(fā)布全球首臺(tái)氫燃料環(huán)衛(wèi)抑塵車，該車搭載的是額定功率為63kW的燃料電池系統(tǒng)，由湖北海億提供；同月，三一重工氫燃料電池工程車暨全球首臺(tái)氫燃料電池?cái)嚢柢囅戮€，該車搭載重塑科技PRISMA鏡星110kW燃料電池系統(tǒng)。
此外，杭叉集團(tuán)、博雷頓科技也均在氫燃料電池工程機(jī)械領(lǐng)域展開布局。其中，杭叉集團(tuán)在2020年9月投資2000萬元在天津保稅區(qū)成立全資子公司——杭叉集團(tuán)（天津）新能源叉車有限公司，重點(diǎn)打造以氫燃料電池叉車為主的新能源工業(yè)車輛；11月，杭叉集團(tuán)推出了X系列氫燃料電池叉車及多款A(yù)GV高科技創(chuàng)新產(chǎn)品。
博雷頓科技在2020年12月推出了一款氫燃料電池裝載車（如下圖），該車搭載大洋電機(jī)51kW的氫燃料電池系統(tǒng)，以及132kWh高倍率鋰電池，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)功率各200kW。博雷頓科技計(jì)劃在2021年量產(chǎn)該款車型。
“無論從國(guó)家政策還是能源可持續(xù)發(fā)展角度來看，氫燃料電池必然會(huì)有一個(gè)更長(zhǎng)足的發(fā)展，就像曾經(jīng)的鋰電池?！?杭叉集團(tuán)負(fù)責(zé)氫燃料電動(dòng)叉車相關(guān)業(yè)務(wù)人士向高工氫電表示。
博雷頓科技董事長(zhǎng)陳方明告訴高工氫電，在2030年中國(guó)碳達(dá)峰和2060年實(shí)現(xiàn)碳中和承諾的背景下，工程機(jī)械領(lǐng)域擺脫化石能源實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨。
氫燃料電池工程機(jī)械的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)
政策風(fēng)向變化及氫燃料電池本身具有一定優(yōu)勢(shì)，是企業(yè)陸續(xù)在氫燃料電池工程機(jī)械領(lǐng)域展開布局的最大動(dòng)因。
此外，作為“生產(chǎn)資料”，工程機(jī)械選擇哪種動(dòng)力源還與它在整個(gè)生命周期的運(yùn)營(yíng)成本密切相關(guān)，這包括采購成本、能源成本、維修成本、人力成本、使用壽命等。氫燃料電池在運(yùn)營(yíng)成本上也顯現(xiàn)出了一定優(yōu)勢(shì)。
以裝載機(jī)為例，根據(jù)能源差異，目前市場(chǎng)上裝載機(jī)有燃油裝載機(jī)、純電裝載機(jī)及氫燃料電池裝載機(jī)。其中純電裝載機(jī)及氫燃料電池裝載機(jī)相對(duì)燃油裝載機(jī)在綜合使用成本上優(yōu)勢(shì)明顯：
純電動(dòng)方面，基于電和柴油的能耗差異（電與柴油的能耗單價(jià)按0.65元/kWh與5.50元/L計(jì)算），純電動(dòng)裝載機(jī)的使用成本顯然要遠(yuǎn)低燃油裝載機(jī)；氫燃料電池方面，加氫只需2-3分鐘即可保持恒定功率輸出，就可以確定高強(qiáng)度連續(xù)作業(yè)，與燃油車表現(xiàn)相當(dāng)，如果將氫燃料電池折舊、可回收等因素疊加進(jìn)去，氫燃料電池裝載車的綜合使用成本甚至低于純電動(dòng)裝載車。
氫燃料電池有望成為工程機(jī)械領(lǐng)域動(dòng)力轉(zhuǎn)型的方向之一。
截至目前，工程機(jī)械保有量已超過800萬輛，每年還在以40萬輛的速度增加。工程機(jī)械產(chǎn)品種類繁多，且每種設(shè)備搭載的氫燃料電池系統(tǒng)和電池容量不同。按照平均單機(jī)搭載氫燃料電池系統(tǒng)50kW和帶電量100度測(cè)算，每年新增的工程機(jī)械產(chǎn)品將帶來龐大的氫燃料電池系統(tǒng)需求。
雖然氫燃料電池工程機(jī)械的潛在市場(chǎng)是巨大的，但是企業(yè)真要吃到這塊“蛋糕”依然有很多障礙。
首先，技術(shù)成熟度關(guān)系到氫燃料電池產(chǎn)品的使用成本。目前國(guó)內(nèi)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命最好在2萬小時(shí)左右，假設(shè)每天工作時(shí)長(zhǎng)為10小時(shí)，全生命周期為5年半，而實(shí)際情況是，理想狀態(tài)的工程機(jī)械是24小時(shí)不停運(yùn)營(yíng)的。這意味著要完全滿足工程機(jī)械市場(chǎng)需求，氫燃料電池系統(tǒng)壽命還要再提升。
其次，工程機(jī)械需要較大功率，而國(guó)內(nèi)大功率系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，尚需一定時(shí)間的驗(yàn)證。
其三，氫燃料電池工程機(jī)械購置成本、用氫氣成本仍然很高。與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)維保十分便利相比，目前氫燃料電池工程機(jī)械設(shè)備維保時(shí)效性也很難做到。
其四，較好的加氫站建設(shè)網(wǎng)絡(luò)是氫燃料電池工程機(jī)械推廣的先決條件。目前國(guó)內(nèi)還沒有建立起相對(duì)完善的加氫站做基礎(chǔ)配套。
客觀來看，氫燃料電池工程機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)開始被注意到，氫燃料電池工程機(jī)械市場(chǎng)的初苗也已經(jīng)“冒頭”。隨著政策逐步推進(jìn)，環(huán)保審核愈發(fā)嚴(yán)格，氫燃料電池在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用有望快速擴(kuò)大。
