新能源发展日新月异,大量的新能源技术方案涌入市场,垂直在叉车领域有两大方向:
一是大家所熟悉的锂电池;
另一个是逐渐被广泛关注的氢燃料。
其作为目前最为火热的新能源技术之一,它将与叉车碰撞出什么样的火花呢?
在林德物料搬运的大咖小讲堂上,邀请到凯傲中国产品管理高级总监俞剑敏、凯傲亚太战略与业务拓展兼新能源事业部高级总监王声彦,为大家解读氢燃料电池技术在叉车应用上的发展趋势。
Q1、氢燃料电池是什么?
王声彦表示:首先,我们简单向大家介绍一下氢燃料电池,如我们常见的氢燃料电池是一种将氢气和空气中氧气通过电化学反应产生电能的发电装置。氢燃料电池工作并没有经过燃烧,仅生成水,因此不会产生污染物,那在叉车上,我们通常所说的氢燃料电池系统总成包含了氢燃料电池、锂电池、储氢瓶、配重等。因为当前的氢燃料电池输出功率相对会比锂电池差一些,因此车辆上需要将氢燃料电池与锂电池结合使用。通俗点来说,当你踩下油门需要车辆快速提速时,纯锂电池的叉车是可以快速响应整车的动力需求,而纯燃料电池的叉车则会存在一定的动力输出延迟,提速相对跟不上。因此,大家一般采用氢燃料与锂电混合的动力能源方案,以氢燃料作为主要动力源,既可为整车提供动力输出,也可以为锂电池充电。而锂电池作为辅助电源,当车辆需要较大的动力时,又可以为氢燃料补充动力。
Q2、从叉车应用方面看,相比锂电池及内燃叉车受到市场的长时间认证,新兴的氢燃料叉车是否有优势?
俞剑敏表示:锂电池及内燃叉车目前已经被市场广泛接受,但从技术层面来看,新兴的氢燃料电池叉车又同时兼具了电动叉车及内燃叉车的优点。
首先氢燃料叉车在使用过程中仅产生水排放,如同电动叉车环保无污染、震动幅度较小,驾驶体验与电动叉车相近,并且氢燃料电池的低温性能理论上优于锂电池叉车。目前燃料电池的技术可在无辅助加热的情况下实现-30°的低温启动,虽然低温会延长启动时间,需要约10分钟左右,但对比锂电池仍然有一定的优势,锂电池在-30°时一般无法工作,需要增加辅助加热系统加热至0°才可使用。同时,受限于材料特性原因,锂电池很难实现自身低温性能的提升,而目前最新的燃料电池信息显示,已有燃料电池实现了具备-39°的低温冷启动,且也有燃料电池在-30°时,启动时间已经缩短到了1分钟左右。其次,氢燃料电池叉车具备快速加氢的能力,加氢3-5分钟可工作4-6小时,工作效率可与内燃叉车相媲美,而且叉车的使用场景一般来说相对范围较小,对于氢燃料叉车,车上无需配备大量的氢气,同时,对于使用单位而言,仅需投入小型的加氢设备,即可满足一定数量的氢燃料叉车使用,另外,氢燃料电池叉车的加氢同内燃叉车加油一样方便,通过加氢枪可快速安全的实现氢气的加注,所以氢燃料叉车可对标繁忙工况内燃叉车,在锂电池叉车无法覆盖的繁忙工况是氢燃料叉车的主要应用场景,因此从整个市场大环境来看,氢燃料叉车的发展会为我们带来许多优势,我们也将走在趋势之前为我们的客户考虑提供选择。
Q3、既然氢燃料叉车会是个市场发展的趋势,那现在用户在选择过程还存在哪些顾虑?
俞剑敏表示:目前最大的问题是采购及生产成本高,氢燃料系统的技术还处于发展初期,目前催化剂里的主要材料铂金属于稀有金属,全球产量低、价格高昂,导致系统的开发成本较高。同时,燃料电池的整体供应链尚未成熟,虽然国内产业链一直在发展,但目前的关键原材料及零部件,如氢气循环泵、膜电极组件里的气体扩散层等燃料电池关键部件以及膜电极、供氢系统等测试设备主要还是依赖进口,而且目前氢燃料叉车的数量偏少,整车的制造成本也偏高,所以当前高昂的氢燃料电池系统导致氢燃料叉车的成本是电动叉车的1.5倍,甚至2倍以上,让许多有需求的客户望而怯步。
王声彦补充道:除了采购成本以外,使用成本也相对偏高,虽然我国有着大量的工业副产氢,但是由于氢气的制、储、运、加等的基础设施尚不成熟,导致了目前氢气的价格偏高,在补贴前大约每公斤是60元,远高于电费及油费。首先,加氢的基础设施以及法规仍然处于发展初期的阶段,截止2022年,中国已经累计建成了超过250座加氢站,约占全球数量的40%,加氢站数量位居世界第一,但是对比我们的加油站的数量仍然相差甚远,基础设施的偏少也是氢燃料普及的挑战之一,对于氢燃料叉车因其无法在道路上行驶,一般需要由厂内进行加氢,而现阶段具备厂内加氢能力的企业更是屈指可数。同时,厂内加氢的标准、法规也相对缺乏,这也是氢燃料叉车推广的一大挑战。另一方面,客户的接受度也是目前氢燃料叉车推广的挑战之一,很多客户谈“氢”色变,一听到氢燃料电池叉车就觉得这是一个非常新的技术,怕会有危险。其实,安全性一直是凯傲叉车的一个重要指标,针对氢燃料叉车,在整车的安全性能与传统电动、内燃叉车保持一致的前提下,凯傲重点在氢泄漏安全、氢尾排浓度、绝缘性能等方面进行了重点研究,并制定了严格的保护措施,整车的安全性能也得到了更好的保障,例如我们的氢泄漏的浓度上限是1%,超过1%的时候既停止工作,而我们的绝缘性能的指标也是与我们的电动叉车保持一致的。
Q4、从目前的市场案例来看,你觉得氢燃料叉车的整体发展趋势是?
俞剑敏指出:全球主要国家都在积极布局,如美国、德国、日本、韩国和中国等,但氢燃料技术在全球的发展仍然处于一个初期的阶段,氢燃料的应用领域也各种各样,而叉车因其使用功率低、使用场所固定是比较合适氢燃料电池应用的领域之一。目前,在国外氢燃料叉车已实现了批量的应用,在欧洲,凯傲也在宝马、奔驰、家乐福等客户处形成了氢燃料叉车的批量应用,中国正大力推进氢能发展,发改委发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,将氢能产业定义为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向,同时国家也发布了5个氢燃料示范推广城市群,包括了京津冀城市群、上海城市群、广东城市群、河北城市群、河南城市群,在这些城市群里,部分地区已经明确要求推进氢燃料电池在叉车的应用,也有部分地区出台了推动实现传统叉车分阶段替换为氢燃料叉车的政策。
王声彦补充道:考虑到氢燃料叉车的环保特性以及目前氢能的基础配套原因,我们认为当前氢燃料叉车更适用于有工业副产氢或污染相对严重的行业,比如港口、钢铁、化工、造纸、煤业、气体等行业,而受限于产业链及配套设施,目前的氢燃料叉车主要以示范城市群里面的项目驱动为主。总体而言,氢燃料叉车目前属于发展初期,目前在叉车领域有进行氢燃料电池研究的主机厂也并不多,凯傲算是研究氢燃料叉车较早的一个企业,其实凯傲早在2000年的时候,就已经进行了燃料电池的研究和尝试,我们认为氢燃料电池应用在叉车领域是一个很不错的方案,但大规模市场化还需要整个生态链的完善以及政府的支持和引导,当然,与此同时,我们也会继续深化氢燃料叉车的研发,让产品更加适配市场需求,达到客户的要求。
目前越来越多的企业开始选择氢燃料叉车,也很欣喜看到这项全新的新能源技术被市场所接受,这也将是工业发展的重要趋势,当然在采购氢燃料叉车时,除了考虑成本外,叉车的安全也是重要选择因素,作为百年品牌,林德三电技术和整车适配能力一直被市场认可,这也为林德更多的技术研发提供夯实基础。