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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，商用車向新能源化轉(zhuǎn)型已勢不可擋。液氫由于具備儲氫密度大、能量密度高等特點，被視為公路貨運(yùn)脫碳的重要替代燃料。

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

01優(yōu)勢突出 液氫重卡前景可期

眾多車企布局液氫重卡，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。

天津大學(xué)教授姚春德在接受記者采訪時表示，由于氣態(tài)儲氫密度較低，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性價比較低。而液氫則具有密度高、體積小的特點，液氫罐體所需空間小（且攜帶氫氣多），不僅可以側(cè)向放置，增加空間利用率，而且重量也更輕，使車輛擁有更大的裝載空間和更長的續(xù)駛能力。

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

“液氫技術(shù)路線不僅可以大幅降低儲氫重量，在成本控制上也有巨大優(yōu)勢。”福田汽車副總裁秦志東告訴記者，根據(jù)規(guī)?；杀居嬎?，氣態(tài)儲氫每千克成本為2000多元，液氫則可以控制在1000元以內(nèi)。未來，隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化應(yīng)用，液氫每千克儲氫成本有望降至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)氣體遇到液氫都會凝固分離，因此液氫汽化后可直接獲得超純氫，這對保證燃料電池系統(tǒng)的長壽命、高性能具有重要意義。

從加氫站角度來看，為配備35MPa儲氫瓶的車輛加注氣氫，綜合能耗在3～4kWh/kg，為配備70MPa儲氫瓶的車輛加注的綜合能耗在6～8kWh/kg。而為配備35MPa和70MPa儲氫瓶的車輛加注液氫，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2kWh/kg，節(jié)能優(yōu)勢十分明顯。

“綜上來看，終端車載液氫系統(tǒng)更適合長距離運(yùn)輸場景，其優(yōu)勢體現(xiàn)在儲運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性，以及終端高密度儲氫和高品質(zhì)利用上。”姚春德表示，“未來，隨著液氫重卡技術(shù)的不斷成熟，該車型有望成為干線運(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，想要實現(xiàn)商業(yè)化落地還存在諸多難點亟待解決。

“首先是制取方面，液氫是通過預(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，這就需要絕對的低溫條件來制取。另外，液氫耗能巨大，液化1kg氫需要耗電10～20kWh，如果用電制氫，液氫重卡的性價比將大打折扣。”姚春德分析稱，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，想要在卡車領(lǐng)域大范圍應(yīng)用仍有較大難度。

此外，值得注意的是，國內(nèi)液氫儲運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈也尚未實現(xiàn)規(guī)?；ㄔO(shè)。對于儲氫裝置的技術(shù)研究，重塑科技應(yīng)用工程部執(zhí)行總監(jiān)孫北指出，液氫儲存必須使用超低溫的特殊容器，儲存的裝料和絕熱不完善均易導(dǎo)致氫氣蒸發(fā)損失?，F(xiàn)在國內(nèi)主流的儲氫瓶仍以金屬內(nèi)膽（即Ⅲ型瓶）為主，雖然Ⅳ型儲氫瓶因其質(zhì)量輕、耐久性強(qiáng)等特點成為全世界的攻關(guān)重點，但由于國內(nèi)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等因素的掣肘，Ⅳ型瓶研制尚處于初級階段。與此同時，我國在氫液化裝置、液氫球罐、液氫儲運(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，電堆也是制約液氫重卡發(fā)展的一大痛點。“液氫重卡對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)儲備仍有欠缺，需進(jìn)一步加強(qiáng)創(chuàng)新研發(fā)。今后，如果儲氫合金和低溫液態(tài)儲氫技術(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)勢會更為明顯。另外，液氫重卡作為新興產(chǎn)品，目前供氫系統(tǒng)尚未建成，未來仍需較長時間完善產(chǎn)業(yè)鏈。”他說。

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

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，除加快車輛、相關(guān)部件以及關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)升級，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，目前全球僅有120座液氫加氫站，主要分布在美國、歐洲和日本。由于我國液氫產(chǎn)業(yè)仍處于科研和小批量試驗階段，因此液氫加氫站并未實現(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)計未來3～5年，國內(nèi)液氫加氫站將在部分地區(qū)進(jìn)行試點示范，但短期內(nèi)不會實現(xiàn)規(guī)模化建設(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。”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)施不完善的問題，需要整個產(chǎn)業(yè)鏈共同推進(jìn)，合力開展液氫加氫站建設(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)施和液氫儲運(yùn)體系建設(shè)完備，未來液氫重卡的市場規(guī)?；?qū)⒊^換電重卡。

液氫作為新的技術(shù)路線，無論是車輛開發(fā)，還是配套設(shè)施建設(shè)，難度都要大很多，需要更多時間探索和攻堅。在這一過程中，車企與產(chǎn)業(yè)鏈各方需持續(xù)推進(jìn)技術(shù)攻堅，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，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，想要液氫重卡實現(xiàn)示范運(yùn)營乃至商業(yè)化運(yùn)營，還須得到政府方面的支持，推進(jìn)液氫儲運(yùn)、整車檢測等相關(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