2024.10hRMl以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/2作者姓名按姓氏首字母順序排列。感謝山西晉南鋼鐵集團和佛山環境與能源研究院對本報告提供的寶貴支持與以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/3 6 7 7 7 8 以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/4在經濟發展和人民生活水平不斷提高等因素的影響下，交通行業的能源消耗和碳排放水平策規劃的支持下，純電動重卡和氫燃料電池重卡在銷量上已經呈現快速增長的趨勢。由于技續航潛力更大，且與工業制氫、用氫領域結合更為緊密，在工業企業原材料和產品運輸車輛運輸場景的零碳轉型進程中將發揮更大的作用。在當前技術發展階段和市場環境下，氫燃料電池重卡仍然面臨車輛購置成本較高、氫氣價給能力較為有限、加氫基礎設施布局不完善以及不同種類氫氣碳減排效果有待明確等問題。為位氫燃料電池重卡適用的場景以及加速其推廣應用的解決方案，落基山研究所對晉南鋼鐵和佛山市兩個氫燃料電池重卡應用的案例進行了系統性分析，深入解析了車輛成本經濟性及其影響因素、不同氫果以及車輛在兩個案例中的應用表現，對氫燃料電池重卡未來推廣應用的方向和重點行動方案進行了總結和·當前氫燃料電池重卡在技術和性能上具備完成工業場景中短途運輸的能力，但成本經濟性和減排能力仍然存在較大提升空間；·工業場景是當前實現氫燃料電池重卡推廣應用最適宜的場景，也是向全運輸場景擴展和規模化的重要基礎；·綠氫是氫燃料電池重卡具備零碳屬性的必要條件；·研究制定以工業場景為基礎，逐步向中長途貨運場景拓展的氫燃料電池重卡推廣應用路線圖是加速其推廣應用的核心；·在完善氫燃料電池重卡車輛相關配套激勵政策的同時，從工業行業的角度提供更多減排目標和促進機制有助于提升企業使用氫燃料電池重卡的積極性；卡綜合競爭力的重要支撐。以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/5隨著經濟快速發展和人民生活水平的逐步提升，重卡承擔的道路運輸需求項針對1.5度溫控情景的重卡零排放轉型路徑研究，我國道路貨運需求預計將從2020年的6萬億噸公里增長到的實現至關重要。除了減少無效運輸量、提升車輛燃油經濟性等減排措施外，使用新能源替主要解決方案。考慮到不同技術路線的減碳潛力和可行性，純電動重卡和氫燃料電純電動重卡（含充電和換電）主要指使用鋰電池作為主要能源載體的重卡。在我國新能快速發展的推動下，純電動重卡在技術上已經初步成熟，并且在其續航能力和車輛價格持續優化的推動作用下，純電動重卡已逐步規模化并成為我國新能源重卡市場的主流技術。然而由于電池組的重量相對有限，且充換電基礎設施成本較高，純電動重卡目前的主要應用場景仍然局限在港口、礦部及短途固定線路運輸上。氫燃料電池重卡主要指使用氫氣作為燃料，通過燃料電池將氫氣中的化學能轉化氫能的質量能量密度較大，質量較輕，氫燃料電池重卡的理論續航能力強于當前技術水而考慮到氫能產業的發展仍在相對初級階段，氫燃料電池重卡的車輛成本較高，且氫能不具備競爭優勢，目前其推廣應用也仍然集中在工業場景中固定路線原材料和產品運輸站和燃料電池示范城市群等配套政策的依賴程度較大。與純電動重卡相比，氫燃料電池重卡的優勢在于其長途運輸場景下的更高的運載效隨著氫能技術發展和基礎設施逐步完善，氫燃料電池重卡在長距離干線運輸場景中重卡零碳轉型的重要解決方案之一。以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/6從2017年中國重汽推出我國第一輛氫燃料電池碼頭牽引車HOV池汽車的消費市場，8我國整個氫燃料電池汽車產業的誕生和迅速發展脫離不開多層級、多維度的產業政策扶指明了發展方向，并在“藍天保衛戰”和整體經濟結構向綠色低碳化轉型的大背景下，將新支撐我國汽車工業產業升級的重要抓手和實現與可再生能源產業協同發展的關鍵舉措。具體政策層面，氫燃料電池汽車的推廣一方面需要相關制造產業不斷推動技術的研發和突系中的角色定位和在綠色低碳轉型過程中的支撐作用，強調以可再生能源制氫和清潔氫為核提出到2025年燃料電池汽車保有量達到約5萬輛的目標。氫能產業是氫燃料電池汽車的重要支撐，在國家政策在市場與政策的協同作用下，氫燃料電池汽車的產業政策將攻克關鍵核心技術作為發力點之一，近年來在技術、性能等方面實現了突破式發展。其中《通知》特別強調要求申報城市群必須在示范期車搭載的基礎材料、關鍵零部件技術的突破和產業化，并著重強調了電堆、膜電極等亟待攻破的關鍵技術難燃料電池核心技術的企業，也一定程度上促進了宇通、飛馳、一汽解放等多個氫燃料電池汽15以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/7燃料電池汽車示范城市群進展與成效已通過國家批復的五大燃料電池汽車示范城市群有：京津電池汽車推廣應用、關鍵零部件研發產業化和氫能供應三部分對示范應用進行積分根據中汽中心所統計的燃料電池城市群實際推行狀況，截至2023年8月，燃料電池汽車累計產量政部等部委已于2024年年初對燃料電池汽車示范城市群第一年度（2021分區域來看，上海城市群憑借長三角地區的產業優勢形成商用車為主，乘用車廣量居于首位。京津冀城市群憑借第一批示范城市群的先發優勢，且得益于冬奧完成較好。河南和河北城市群憑借本地的鋼鐵產業基礎及副產氫資源，形成了以四川、重慶（成渝氫走廊）等省市和地區也在積極推進氫燃料電池汽車推廣應用氫燃料電池汽車累計推廣數量加氫站數量氫氣供應量氫氣價格京津冀6上海廣東河北河南以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/8雖然氫燃料電池重卡在技術特性上具備長距離運輸的潛力，但其成本經濟性競爭力不足，氫氣儲運和加注相關基礎設施短缺以及氫氣供應穩定性較差等三方面挑戰已經成為了氫燃料電池重卡規模化推廣應用的主要難成本經濟性池重卡的燃料電池系統和儲氫瓶等設施的價格仍然相對較高，導致車輛整體購置成本遠高于同等規格的柴油重卡。以49噸級重卡為例，氫燃料電池重卡的市場公的碳纖維等核心技術正處于自主研發和突破階段，整車成本仍有較大下探空間，整體的生產以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/9作為原料主要用于工業生產，將工業領域生產的氫氣用于氫燃料電池汽車不僅會增加氫氣供給料電池汽車示范城市群所覆蓋地區的泵端氫價平均保持在55元/千克左右（不含群的價格全年在73元/千克左右。28即使按照示范城市群所要求的35元/千克氫價計算，氫燃料電池重卡的百公氫氣儲運和加注等基礎設施從基礎設施上看，氫氣的儲運和加注是實現氫燃料電池重卡有效推廣應用的重要基礎。由各地存在管理政策不統一、主管機構不明確的情況，進而導致補貼支持政策滯后、審批管理機制不健全等問最后，氫燃料電池重卡的氫能供給存在一定的短缺風險。受原材料價格波動、生產工應存在高度不穩定性。當前氫燃料電池重卡高度依賴的工業副產氫受主產品生產計劃和其他下為了更有效地應對上述挑戰，在加大研發力度提升技術的可用性、降低氫能和氫燃現有實際使用場景出發，系統性分析氫燃料電池重卡的技術適用性、車輛應用性能表現的成本經濟性，并以此為基礎定位氫燃料電池重卡應用的主要挑戰和難點，是明確其推要基礎。從案例和場景來看，工業已經成為了氫燃料電池重卡應用的主要場景。工業發展燃料電池鋼鐵、化工等重工業企業本身具備一定的氫能供給能力；工業園區內車輛加氫更為便利；原半徑較為適合；以及我國對于工業行業二氧化碳減排的要求更為嚴格，促使更多的企業主動實現全范圍減排。因此，以工業場景為起點、逐步建立市場發展基礎、推動相關技術和基礎是推動氫燃料電池重卡發展和普及的有效路徑。本文將圍繞工業場景，具體分析不同應用環以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/10為了確定有利氫燃料電池重卡發展的應用場景，更直觀地對比不同產業環境、應用以及政策環境下的氫燃料電池重卡運營效果，為其下一階段的加速推廣應用提供更明確的晉南鋼鐵和佛山作為主要案例分析對象。晉南鋼鐵位于山西省臨汾市，其氫氣主要來自鋼氫，且晉南正在積極布局離網光伏用于未來綠氫的供給；佛山市氫氣主要來自周邊區域化晉南鋼鐵廠廣東佛山市氫源廠內副產氫省內副產氫和灰氫應用場景廠區內短倒物流與城市市政車輛補貼無補貼國補+地補配套產業無設備制造企業積累雄厚配套基建廠內加氫站市內加氫網絡基建補貼無國補+地補為了系統性評估上述兩個案例中氫燃料電池重卡運營的效果及可行性，分析與工業場景相氫燃料電池重卡運行的成本經濟性和碳排放水平作為兩個核心維度，以此分析當前工業場景下氫節以及加氫站建設和運營等具體影響因素進行逐一分析（圖表5結合兩個案例中車輛實際運行數據和能耗統以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/11以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/12交通運輸是晉南鋼鐵確定的氫能綜合利用的主要場景之一。晉南鋼鐵希望通過以氫燃料的方式，在實現交通運輸脫碳減排、滿足環保績效評級和超低排放改造要求的同時，帶動自身并輻射帶動上下游企業對氫能的綜合利用。在晉南，除了部分煤炭、鐵礦石等原料是通過鐵路材料和產品都基本通過重型卡車運輸，日常運轉重卡超過千輛，因此重卡零碳轉型對晉南整體晉南鋼鐵廠工業流程本身對氫氣有一定的應用，包括與鋼鐵生產相關的高爐富氫冶煉、富氫燒結、直接還原鐵，以及與化工生產相關的乙二醇制取等。在鋼鐵生產中的焦化流程會產生大量副產焦爐煤61.7%。根據本研究實地調研，來自焦爐煤氣的副產氫總產量每年約為7.3萬噸。為了最大化應用焦爐煤氣資源，晉南鋼鐵投資購置了乙二醇生產設備，將焦爐煤氣用于化工生產，在分離焦爐煤氣的甲然而，受到市場價格和原料成本波動的影響，乙二醇市場存在不確定性，經濟效益有限，無此外，晉南還計劃利用光伏生產綠氫，以此擴充氫氣供給能力。晉南鋼鐵與中國華能合作計劃建設1300MW2022年8月，晉南鋼鐵與美錦能源、一汽解放等企業合作的首批300輛氫燃料電池重卡完成交付，在2023年6氫燃料電池重卡，主要用于場內短倒。29,30晉南還配套建設了1座日加氫能力6噸的加氫站，為我國最大的加氫地位的企業，對產業鏈資源配置、技術產品創新和以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/13與晉南鋼鐵的案例有所不同，佛山市氫燃料電池重卡應用并不是以重點工業企業的是充分依托當地相對完善的氫能產業和氫燃料電池汽車支持政策體系，以及基礎較為雄厚的氫燃料電池技術和研發實力來開展氫能汽車應用。在政策方面，佛山是我國氫能產業發展政策扶持的重點城市之一。從2020年開始，廣東省和佛山市先后出臺了《廣東省加快氫燃料電池汽車產業發展實施方案》、31《廣東省加快建設燃料電池汽車示范城市群行動計劃性氫能產業的建設、氫燃料電池車輛的商業化推廣、加氫站建設運營補貼和土地審批等方面為省和佛山市氫燃料電池汽車推廣應用的進程。在政策的大力扶持下，佛山已成為我國重要的氫燃料電池生產和研發中心，其氫能產業已銷量奪得全國氫燃料電池重卡年銷量冠軍，市場份額達21%。36其次，佛山本地擁有完善且規模龐大的氫能產范圍可覆蓋佛山全市，每天運行里程最高可達200-300公里。佛山市車用氫氣的來源以廣東地區的石化企業的不過，近年來佛山市周邊氫氣價格始終保持在高位，氫燃料電池車輛的購置速度已經呈如前文所述，成本經濟性是影響氫燃料電池重卡推廣應用進度的最重要因素之一。為了鐵、佛山案例中氫燃料電池重卡的成本經濟性現狀，研究團隊計算了兩個案例中當前運營氫燃擁有成本，并與柴油重卡和純電動重卡進行了對比。其中，總擁有成本的組成部分主要包括車在晉南鋼鐵的案例中，研究團隊通過調研了解到，企業采購的車輛品牌主要包括飛馳、一因為選擇燃油重卡的用車主體并不需要自行建加油站，因此計算中不考慮加油站的相關成本。根據現行的《機動車強制報廢標準規定》，重型載貨車以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/14而佛山的案例中，由于佛山的氫燃料電池重卡用氫主要來自周邊化工企業的副產氫vi氫氣出廠價格?車投資面車運維面能源費用面站投資面站運營氫氣出廠價格氫氣出廠價格從圖中可以看出，晉南鋼鐵和佛山案例中氫燃料電池重卡的單位周轉量成本均遠高于柴油中，車輛的購置成本和氫氣本身的能源費用是占氫燃料電池重卡單基礎設施的布局仍然不完善，多數企業在使用氫燃料電池重卡進行運輸的過程中需要自行果將這部分成本合并到加氫總成本當中，氫燃料電池重卡不僅在車輛購置階段成本明顯高于在綜合用能和運營成本方面也沒有明顯的優勢。從上述分析中可以看出，氫燃料電池重卡不僅車輛購置成本高企，且在此基礎上，氫氣較燃料電池重卡運營階段的成本，導致車輛無法像純電重卡一樣，通過運營成本的優勢收回制氫環節制氫成本是氫氣成本中最主要的部分。為了實現氫氣的低碳、低成本供應，目前大多數選擇使用工業副產氫，并以灰氫和綠氫等作為補充。晉南鋼鐵和佛山兩個案例中氫燃料電池來源均主要為工業副產氫，但由于副產氫來源行業和生產過程有所不同，兩個案例中副產氫約2萬噸被用于高爐富氫冶煉、富氫燒結、直接還原鐵等煉鋼流程，剩余氫氣主要用作化工原料以及氫燃料電以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/15交通化工焦爐煤氣焦爐煤氣氫燃料電池重卡乙二醇交通化工焦爐煤氣焦爐煤氣焦爐煤氣富氫燒結高爐噴吹富氫燒結高爐噴吹一一軋鋼 直接還原用氫場景直接還原用氫場景由于副產氫是焦化流程的副產品，在進行財務核算時，上本主要是提純等處理過程的成本。最終的出廠價格通常由當地氫氣市場情況或者買賣雙方以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/16廣州石化佛山氫氣價格氫氣價格（元/kg）出廠價格儲運成本加注成本東莞巨正源廣鋼氣體廠區范圍加氫站/17加氫站利用率指實際加氫量占加氫站最大加氫能力的比重。以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/18氫源制氫方式成本碳排放廣州石化丙烷脫氫副產巨正源丙烷脫氫副產華特氣體甲醇裂解未知廣鋼氣體甲醇裂解佛燃能源天然氣重整未知以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/19制氫手段碳排放（kgCO2/kgH2）煤氣化甲醇裂解天然氣重整以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/20從晉南鋼鐵和佛山的案例分析中可以看出，目前氫燃料電池重卡具備單次加氫行駛200-400公里的能力，能夠滿足工業廠區內短倒運輸和原材料、產品從工廠到集散地中短途運輸的需求。但由于車輛氫能供給的各環節綜合成本難以快速降低，且當前車輛使用的氫能多為副產氫和灰氫混用油優勢并不明顯，氫燃料電池重卡距離大規模市場以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/21viii考慮到重型卡車主要作為生產資料被企業用于創造利潤，在進行重卡車輛類型選擇時企業通常會業及其上下游的排放約束日趨嚴格，使用氫燃料電池重卡等清潔能源重卡能夠幫助企計算假設廠內運輸、僅使用一座加氫站的情況以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/22以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/23氣的儲運成本就已接近總燃料成本的18%。而且，隨著氫燃料電單日輸氫能力至少在10噸以上。47這些技術的不斷發展將有助于支持氫燃料電池重卡實現跨區域高效的氫氣供據此計算，相較于燃油重卡的排放，如果氫燃料電池重卡所使用的氫氣是來源于煤炭或天然氣以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/24灰氫綠電制氫副產氫網電制氫由于我國當前電力系統中化石能源發電比例仍然相對較高，使用南方電網和西北電網，結合網電和可再生電力進行制氫的模式所得到的氫氣的排放都遠遠高于同等以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/25綜合上述分析，可以看出我國氫燃料電池重卡的推廣應用仍然處在起步階段，在車輛綜合來源、運輸、加氫方式以及所使用的氫能種類和減排潛力等方面仍然具備較大的優化空間燃料電池重卡的綜合競爭力，并以工業場景為基礎，逐步完成對不同物流運輸場景柴油重對于處在行業發展初期的技術和解決方案來說，清晰明確的目標和發展路線既是為行業指明提升企業加速發展信心的重要推動力。基于對氫燃料電池重卡技術特性、成本經濟性和發展階段研究團隊建議國家和地方政策制定部門及行業協會協同研究并制定以工業場景為基礎，規模化應用和成本降低為導向，全面覆蓋以干線運輸為主的中長途貨運場景的氫燃料電池重卡推廣應用路線圖。其中政策目標和企業行動，在副產氫資源和其他條件相對較好的地區率先推進氫燃料電工業園區和企業牽頭，政府提供一定程度與減排效果掛鉤的財稅和基礎設施支持，短距離氫燃料電池重卡購買和使用的比例。·中期：擴大氫燃料電池重卡的應用規模，促進景下氫燃料電池重卡應用的效果，針對核心痛點加大研發和政策、市場行動力度池重卡與柴油重卡成本經濟性基本持平。·遠期：全面推進氫燃料電池重卡在長距離干線運輸場景中的應用，同時匹配綠氫供給和加氫站的基礎設施。在車輛儲氫和續航能力不斷提升的情況下，借助高速費減免和加氫優惠等政料電池重卡在長距離干線運輸場景中的大規模推廣應用，同時完善綠氫制、儲、運、用以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/26電池系統和儲氫瓶等氫燃料電池車輛技術仍有待突破，下一示范城市群覆蓋的技術和產業領域，在為車輛提供購置獎勵的基礎上逐步調整為對車輛運在國家和地方已經開始將氫能及相關產業的發展規劃納入各類政策規劃，并著手提供不同程度政池汽車這類分布式加氫資源所需要的儲運技術路線和規模，從國家和省級層面擴大氫氣儲運技術的以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例/27“重卡的綠色之路有多遠”，2024“全國機動車保有量達4.35億輛”，2024“預測能源轉型下的中國汽車碳排放趨勢”，20224MissionPossiblePartnership，“Makingzero-emissionstruckingpossible-Anindustry-backed,1.5°C-alignedtransitionstrategy”，2022“中國