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零排放、低噪音、加氢快,燃料电池叉车应用提速

盖世汽车 2019-11-20

近日,清大股份与深圳汽航院在高交会场签订了战略合作框架协议。根据协议双方将在新能源智能汽车领域的战略研究、技术需求、协同研发等方面展开深入合作,并成立全国首个 " 燃料电池智能叉车联合创新中心 "。该中心将汇聚国内外高端燃料电池智能叉车产业创新资源、产业资源,率先打造中国首款燃料电池智能叉车。

目前国内在燃料电池叉车上仅有极少数的应用案例,市场上的产品也是寥寥无几。燃料电池叉车创新中心的成立,有助于推动国内燃料电池叉车应用的发展。

目前在叉车领域,按照动力来源可以分为内燃机叉车和电动叉车。

内燃机叉车技术成熟,通常会使用汽油和柴油,在使用过程中会产生大量的尾气,不适用于密闭环境和对空气环境有要求的场所,同时产生大量的碳排放,有悖于环保要求。

电动叉车虽然解决了排放的问题,但电动叉车同样存在一些缺陷。目前电动叉车以铅酸电池为主,铅酸电池在长时间充放电后电量会逐步衰减,每隔数年需要更换新的电池,同时运营商还需要配备蓄电池室,保证叉车在电池耗尽后能尽快地更换电池继续工作,在生产、使用以及报废等环节上更是有铅粉和酸雾的污染。而锂电池电动叉车则存在充电时间长的缺点,慢充需要长达 6-8 小时才能充满,快充也需要 1-2 小时,严重影响了工作效率。

燃料电池叉车很好地内燃机叉车和电动叉车的缺陷。

燃料电池叉车的主要优势包括:零排放、低噪音、加氢快。

对比内燃机叉车,燃料电池叉车除了水之外没有排放,噪音也很低,能够适用于各种对空气环境有要求的场合,例如生鲜仓库。

对比电动叉车,燃料电池叉车补充续航时间短,仅需数分钟就能完成加氢操作,对比长达数小时的充电过程,大大提高了运行效率,同时有更长的寿命。

即使是在排放方面,氢燃料电池叉车也有显著的优势。丰田通过长时间的实验运营,给出了碳排放数据对比。相较于传统的汽油叉车,其氢燃料电池叉车在总碳排放上有着高达 94% 的降低,相比电动叉车也有着 86% 的消减。

表 1 不同类型叉车碳排放情况

来源:丰田

国内氢能产业仍处于市场导入阶段,并且集中在燃料电池汽车领域,由于补贴政策、管理标准等问题,市场发展速度受限。因此,氢能需要寻找在其他产业上寻找合适的落地应用,以形成产业协同效应和集聚效应,快速扩大市场规模形成规模效应,并通过市场反馈加快技术发展。叉车则正好是一个合适的应用场景。

目前我国的叉车市场仍处于快速发展的阶段,2018 年叉车市场的同比增长达到了 20.2%,市场规模再次刷新了历史纪录。

图 1 中国历年叉车销量(台)来源:中国汽车工业协会

在市场占比方面,2018 年中国叉车行业销量已达全球 40%。2017、2018 年中国叉车行业发展迅猛,销量全球占比分别达 37%、40%。据中国工程机械工业协会工业车辆分会报告显示,中国、美国、德国、日本、法国依次是 2018 年全球前五大叉车销售市场。

图 2 全球叉车市场中国占比 来源:中国汽车工业协会

叉车电动化方面,中国虽位列世界第一大叉车生产国与消费国,但 2018 年中国叉车行业电动叉车销量占比为 47%,明显低于全球电动叉车占比 63% 的水平,更远低于欧洲地区 85% 的水平。

图 3 全球叉车电动化情况 来源:中国汽车工业协会

但中国叉车行业销售结构的电动化趋势很明显,由 2011 年的 27% 逐年提升至 2018 年的 47%。随着中国非道路车辆排放标准的不断提高,以及国内电动叉车技术的不断发展,国内叉车电动化仍有广阔的前景。在叉车领域推广燃料电池应用,有助于加快氢能产业的发展。

目前国内叉车行业的电动化产品目前仍以铅酸电池动力为主,锂电池叉车发展很快。由于国内燃料电池产业仍处于市场导入期,因此燃料电池叉车产业在国内尚未起步。燃料电池叉车的快速推广,仍面临的一些问题,但对比燃料电池汽车,燃料电池推广要相对简单。

由于叉车多用于食品、零售、加工制造企业的室内或厂区内部物流仓储运输,工作半径有限,往往只需在基地内部配备一座低成本的小型 35MPa 标准加氢站即可,因此燃料电池叉车推广并不会遇到汽车行业中加氢站成本和网络覆盖问题。

在审批方面,对比汽车复杂的运行环境,叉车往往在厂区内部运行,加氢站等审批工作将大大简化,相关安全标准也更容易达到。而且美国超过 2.5 万台叉车运行的案例已经证明,氢燃料电池叉车能够安全地进行大规模运营。

图 4 美国燃料电池叉车数量 来源:工况公开数据整理

因此,燃料电池汽车上遇到的大多数问题,并不会成为推广燃料电池叉车的阻碍。目前燃料电池叉车最大的难题依旧是成本,昂贵的燃料电池系统和氢气成本阻碍了燃料电池叉车的快速推广。随着技术的进步和产业化的推进,从技术和规模化两个方面推动燃料电池系统和氢气成本的下降,预计到 2025 年,燃料电池产业将迎来成本的拐点。

燃料电池叉车能完美地克服燃料叉车和电力叉车的缺陷,相信在不久的将来,随着燃料电池产业的发展,燃料电池叉车将克服成本上的问题,兑现巨大的叉车电动化市场潜力,成为燃料电池应用的重要领域之一。

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