在近期举行的一次氢能产业发展论坛上,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高针对氢能重卡的运营商业模式提出了一套有别于常规加氢的新思路:模仿重卡换电,进行重卡换氢瓶,重卡换氢瓶模式与重卡换电模式错位竞争,主打500公里到800公里的续航区间。
那么,氢能重卡采用更换储氢瓶的商业模式在国内能行得通吗?
事实上,世界上最早提出重卡换氢概念的是日本的丰田公司,早在2022年6月,丰田和其子公司Woven Planet开发了一种新型便携式氢罐原型这种便携氢罐设计将促进氢能的日常运输和供应,为家庭内外的广泛日常生活应用提供动力。
针对高速道路上货运量大、行驶距离长、连续运行三大课题,丰田提出了高功率系统、70MPa加氢系统和氢气瓶集成储存模块一体化的综合解决方案。这套解决方案的亮点在于采用可更换式氢气瓶集成储存模块,能够在加氢困难等地方使用,覆盖更多区域,有效解决氢能补能困难的难题。
据了解,该技术目前已在日本展开实证实验,丰田方面表示,未来也将根据中国市场需求探讨在适当的时机在中国开展技术实证实验。欧阳明高院士也透露,其领导的清华新能源团队正在与丰田共同打造氢能示范线,可以做到长距离不加氢,大幅度降低氢燃料车辆成本。
当然,丰田除了与欧阳明高院士在中国推进运营示范尝试,也在与国内其它公司在氢能重卡上进行合作。
2023年11月在上海举行的第六届中国国际进口博览会(下称“进博会”)上,美锦能源旗下的飞驰汽车在丰田汽车展区亮相的氢能重卡就采用了丰田的更换储氢瓶补能技术,这款搭载更换式氢气瓶集成储存模块的氢能重卡也成为全球首台更换式储氢系统燃料电池重卡。
从当前行业专家的观点和产业界的实践来看,重卡换“氢”模式已经开始在酝酿了,甚至距离示范验证落地也很近了,但是,要把重卡换氢模式落到实处,还需要从储氢和加氢端解决几大难题。
对此,江苏国富氢能技术装备股份有限公司联合创始人/战略科学家魏蔚提出了自己的看法,她认为,储氢模块整体更换需要解决气密性、标准和氢气品质三大问题,而氢瓶加注管理尤为重要。
气密性方面,由于更换储氢瓶会影响到高压管路气密,作业复杂,高压拆装作业需要经过专业培训的人员才能操作,且拆装会损坏高压管件接头,不仅成本提高,而且会影响气密性,甚至需要重新做气密性试验。因此必须把可拆卸的氢气接口放在低压部分,也就是减压阀之后、进入电堆系统之前。
标准化方面,目前公交车用高压氢瓶有140L、165L等多种容积,外径规格也不完全相同,因此需要将市面上供氢系统规格进行标准化、模块化,尺寸统一才便于更换,不然只能在同一厂家批量化生产的车型中实施更换氢系统模块的操作。
氢气品质方面,模块化供氢系统的每次拆装,低压供氢管线与电堆进气管路连接过程中会有少量空气混入,有导致氢气纯度下降的风险,更换操作需要适当考虑氢气置换移除杂质提升电堆寿命。
在氢瓶加注方面,目前进行氢气加注前需出示氢瓶使用合格证(在役检验合格)给加氢站人员,才可对氢瓶进行充装。未来供氢系统与车辆分离,不同序列号的供氢系统混杂,充装站能否给氢瓶加注,需要先来判定供氢系统是否检验合格。可考虑通过二维码或者于供氢系统搭载RFID晶片并联网统一管理,或可来解决氢瓶合格辨识以及管理氢瓶寿命的问题。
综上所述,重卡换“氢”模式是对于低成本推广运营氢能重卡的一种有益探索,国内少数先锋科研团队和氢能公司已经在开始布局测试验证。重卡换“氢”的优势在于其效率高,用租赁模式摊低运营成本,难点在于供氢系统模块化更换的加氢模式,对车辆公告管理、特种设备安全使用管理都是新的挑战。建议先从个别单位或园区试点示范,但能否推广实施还有很长的路要走。