氢燃料电池环卫车发展趋势分析

摘要：在双碳政策的推动下，公共领域用车逐步向绿色环保的新能源方向发展，新增车辆新能源占比逐年增加，传统的燃油车型仍是当前作业的主力。虽然纯电动产品目前在新能源产品中占有主导地位，但续航及低温衰减问题一直是环卫类作业车辆纯电动化的阻碍，连续应急作业能力不足带给环卫部门较大的困扰。相较而言，氢燃料电池车型完全能解决上述问题，因此它将是新能源汽车未来发展的重要方向之一。

关键词：环卫车；氢燃料；产业链；发展趋势

中图分类号：U473.4  收稿日期：2024-03-10

DOI：1019999/jcnki1004-0226202405002

1 国内氢能源产业总体现状

1.1 政策支持

近年来国家不断加大氢燃料车型的推广，大力推动氢能产业示范城市群的建设。截至2022年，我国已经批准五大示范城市群，包括京津冀城市群、上海城市群、广东城市群、河南城市群和河北城市群，已经初步形成了涵盖宏观综合、财税优惠、科技创新、行业专项等方面的氢燃料电池汽车政策支持体系。

1.2 氢能源行业技术发展迅速

氢燃料电池技术不断提升，反应堆的寿命与传统发动机相当，一级部件已经实现了100%国产化。零部件性能和一致性迅速改善，制氢、储氢技术也在不断完善，可以说整个产链技术都在进步。

1.3 产品价格快速下降

产品价格快速下降，氢燃料电池动力系统价格每年大约下降20%，氢燃料电池用电堆价格每年下降约30%。

1.4 应用推广不及预期

目前示范城市群燃料电池车的推广应用都没有达到预期，主要原因是车辆采购成本高，使用成本高，配套跟不上，金融资本参与度极低。

2 氢能源车型的发展及市场情况

经过数10年的发展，氢燃料电池已经度过了技術开发最艰难的阶段。氢燃料电池汽车技术是当今的前沿技术，具有低噪音、无污染、高续航、氢气加注时间短等优势。氢燃料电池汽车商业化之路中，除受到自身技术发展程度和世界能源走势的影响之外，售价和氢气加注站相关基础配套设施建设是影响和决定氢燃料电池汽车商业化普及的关键因素。根据相关文献，预计在2030年后燃料技术会大规模应用［1］。

随着科技不断进步、政府越来越重视和大量资金的投入，困扰氢燃料电池汽车发展的电池安全性及寿命低、氢燃料贮存技术水平不够、整车成本过高、氢气加注站配套设施建设滞后等问题将会逐步得到解决。

3 氢燃料电池车型环卫产品的适用情况

3.1 公告统计

从氢燃料电池车型来看，截至344批公告，全国共有氢能源燃料车型348款，其中绝大多数为客车类产品，共计233项，占总公告数量的669%；厢式运输车38项，占总公告数量的109%；其余为牵引车，冷藏车、环卫车等车型。环卫车则刚刚起步，目前仅20款车型，统计数据如表1所示。

从公告统计可以看出，虽然目前仅有20款燃料电池底盘改装的环卫车公告，但其种类涵盖了扫路类、垃圾类、清洗抑尘类三种车型，可见燃料电池底盘的改装性较好，可改装的车型基本覆盖了全系环卫车品种，吨位主要以8～31 t的中大吨位为主。

3.2 现有底盘环卫车的适用性

由于当前氢燃料电池底盘推广的特殊性，很多厂家对氢燃料电池底盘持观望态度，导致目前生产燃料电池的底盘并实现商业推广的企业数量不多。在为数不多的底盘中，18 t底盘是目前大部分厂家的重点车型，这与环卫作业车辆的主流车型相契合。从改装空间可行性知道，氢能源车型底盘与目前已经发展成熟的纯电动底盘基本一致，具备较高的改装通用性，因此改装环卫车的难度不大。

图1所示为某型号氢燃料电池车型，图2所示为某型号纯电动车型。由图1、图2底盘布置可以看出，氢燃料底盘布置与纯电动底盘布置基本一致。氢燃料底盘电堆和储氢罐占用上装空间较小，为上装预留了充足的改装空间，为改装各类环卫车型奠定了基础。氢燃料储气罐压力达到35 MPa，储氢量大，连续作业时间长，且若加氢站配套齐全，15～20 min即可加满氢气，无需为续航担忧。可为上装预留直流取电口，方便为上装提供动力。相较于传统的燃油车底盘，氢燃料底盘具有新能源和氢能源的特性，相较于纯电动底盘，续航无忧，因此其在环卫车改装方面具备了较为理想的条件。

3.3 使用成本对比分析

以18 t洗扫车为例，对燃油、纯电动、燃料电池三种动力进行年使用成本分析，结果如表2所示。

目前氢价格受运输、制造方式等多种因素影响，价格在20～50元/kg不等，但政府通常给予补贴，补贴后价格一般在10～30元/kg。上述价格中取20元/kg计算，能量装换常取15 kW·h/kg；纯电动充电价格受时间段影响也不同，按1元/（kW·h）计算；燃油按8元/L、373 kW·h/L计算。

虽然目前氢燃料电池车型使用成本在所有车型中最高，但氢气价格和燃料电池价格逐年大幅降低。与纯电动环卫车政府补贴不断退坡不同的是，国家对于氢能源的发展寄予厚望因为氢能源车型的补贴政策一直较为稳定且数额较高，短时间内退坡幅度相对于纯电动车型要低得多。表3所示为新能源原车型补贴标准。示范城市全产业链建设完成后，使用成本有望在短期内与纯电动车型达到相同甚至更低，届时其商业化优势将大大体现。

4 结语

a.氢燃料电池汽车适合运行在公交车、市政环卫车、物流车三个领域，和目前的车型公告情况相贴合。

b.从改装适用性上看，氢燃料电池底盘在空间、续航能力等方面表现良好，在改装环卫车方面均具有较好的适用性。

c.目前多数环卫车制造企业已经完成了系列纯电动环卫车的研发、生产及销售工作，积累了相关的设计、制造经验。纯电动环卫车上装技术可直接应用于氢燃料环卫车的研发，上装技术已经趋于成熟。

d.目前阻碍氢能源环卫车发展的主要因素在于配套设施及使用车本等方面。因此打造全产业链模式，加氢站等基础设施应先行，这有利于氢燃料车型的大规模推广。

对于技术、市场均尚未成熟的新型产业，需要整个社会共同努力。相信未来氢燃料电池环卫车会逐步走出困境，迎来较好发展。

参考文献：

[1]程一步氢燃料电池技术应用现状及发展趋势分析[J]石油石化绿色低碳，2018（2）：9-17

作者简介：

彭彦阳，男，1982年生，工程师，研究方向为煤专产品及环卫车辆。