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發展零碳重卡是現階段減少溫室氣體排放的重要路徑之一。根據世界自然資源委員會(WRI)報告，2017年我國重型貨車保有量僅占全國汽車總量的6.6%，但其碳排放量已達到道路交通行業排放總量的40%。相比其他車輛部門，重型貨車電動化率仍然落后，基于銷量預測2022年預期市場滲透率約為2.5%，我國零碳貨運重卡行業進入加速發展階段。
我國重卡常用于封閉(港口、礦場)、短倒運輸(城市渣土運輸、公路接駁)及干線中長途(公路)等場景。零碳重卡的需求主要來源于現有車輛更換，據預測，“十四五”期間我國每年約有50-100萬輛重卡更換需求，而不同場景下零碳重卡的出行特征需求差異較大。國際上，美國、歐盟、日本等發達國家及地區均已逐步部署發展零碳重卡技術?，F階段，我國零碳重卡技術路線主要聚焦在純電動、燃料電池與零碳混合動力重卡。
一 純電重卡發展現狀及展望
純電重卡發展的關鍵在于補能技術路徑，綜合考慮經濟性、技術標準、電網供電、場景多種因素影響，換電模式在我國發展潛力較大。按150萬km壽命計算，相比于快充和超充，換電模式的補電時間最短，噸公里車輛運行成本最低。噸公里車站成本則隨補電間隔的增加呈現先減小后增加的趨勢，換電模式在補電間隔80-248km時噸公里成本最低，其最優補電間隔將隨著電池性能的提升而延長，具有經濟性優勢。在站利用率高、平均車輛運行速度較高時，換電模式是電動重卡的最佳補能模式。
從換電重卡純電動力系統研發及產業化角度，需要研發輕量化高耐久車載換電系統，以團隊孵化的智鋰物聯公司為例，目前已達到重量最輕、鎖緊力最大；并建立智能運維系統，打造數字化運營平臺；推動中國重卡換電標準體系，發起成立中國換電重卡聯盟，推動龍頭企業互換性換電合作；最終實現光-儲-充-換一體化互補型智慧能源系統，打造電動汽車時代的“加油站”。制定中國純電重卡技術路線圖，預計于2025年純電重卡年銷量達到10萬輛、2030年達到35萬輛，在經濟續駛里程、電池技術等均有顯著進展。
二 燃料重卡發展現狀及展望
燃料電池重卡應用針對的場景具有長里程、低成本、高效率、長壽命等特點，例如重卡應用場景要求燃料電池發動機具備高功率(150-400kW)且具備優異的散熱能力。氫燃料電池商用車是中國特色和優勢，正在引領國際潮流：截止2022年6月，我國已在全國67個城市推廣了1萬輛以上的燃料電池商用車，并且“以獎代補”政策的落地將啟動萬輛級推廣示范。
氫燃料電池商用車研發與產業化宜采用“剝洋蔥”研發模式從動力系統-發動機-電堆-膜電極的步驟開展研發，如清華-億華通團隊已采用這一研發模式成功研發出全球首款200+kW單系統車用燃料電池發動機和全球首款長續航、高功率燃料電池重卡，為干線物流電動化提供零碳解決方案。此外，針對目前異地制氫不能充分利用低電價的情況下，海德氫能站內制氫能夠有效降低用氫成本，進一步提升經濟性、加速商業化進程。我國燃料電池重卡技術路徑的核心是研發高效率、長壽命、大功率燃料電池發動機；降低電堆、高壓儲氫瓶成本；提升市場規模，拉動產業鏈建設，拓展各類重載交通工具；并針對關鍵的膜電極開展低溫PEM膜電極的高溫化、面向60%系統額定效率的研發。
三 零碳混合動力重卡發展現狀及展望
“氨氫融合”有利于應對單一氫能利用在運輸、存儲、車載、安全、成本等方面的技術挑戰，是重要的減碳途徑之一?；诎睔淙诤先剂铣晒ρ邪l的新一代零碳發動機混合動力實現了發動機高效燃燒與零碳排放，是能效最優的零碳新能源動力系統，使我國柴油機產業在碳中和時代獲得新生。
零碳發動機混合動力的關鍵技術包括氨氫零碳內燃機的燃燒排放研究、混合電驅動技術研究：2021年清華大學氨氫發動機點火成功，成功研發“氨氫融合”碳中和發動機關鍵技術，邁入“氨=氫2.0”新能源內燃機的研究；常州易控汽車電子也研制出零碳內燃機混合電驅動技術，并同步建立社會化核心配套體系。今后，將從系統技術、底盤平臺、產品推廣出發，推進實現零碳混合動力的國產化應用。
從全球和我國實際情況展望，零碳重卡的發展轉型已經成為必然趨勢。當前，我國零碳重卡商業化運營正處于加速發展階段。據研究團隊預測，2025年我國零碳貨運重卡市場滲透率預計可達18%，2030年有望達到50%。未來，我國零碳貨運重卡領域應進一步優化技術路線，加快科技成果的轉化與落地；推廣動力系統數字化和智能化應用；完善基礎設施建設，構建完整產業鏈；拓寬應用場景；加強政策引導和支持，開展城市試點工作，著力推動能源變革，助力實現碳達峰、碳中和目標。
零碳貨運重卡市場展望(源自演講者ppt)左縱坐標單位：萬輛
發布日期：2022年12月29日
原標題：專家觀點 | 歐陽明高：零碳貨運重卡技術路徑分析與展望
