发展新能源重卡被认为是重型货运部门减油的关键路径。

尽管目前新能源汽车产业存在许多问题，但考虑到石油可开采储量的有限性和燃油汽车尾气污染的严重性，发展新能源汽车的大方向毋庸置疑。重型卡车虽然车辆保有量占比小，但其带来的环境影响占比却很高。发展新能源重卡被认为是重型货运部门减油的关键路径。

而包括新能源重卡在内的新能源汽车，要想真正实现大规模发展，储能是不得不突破的关键技术。一种新型的发电系统——电燃料储能，或许能给未来新能源汽车的供能方式带来变革。

在全球新能源汽车蓬勃发展之时，重型卡车（简称重卡）的新能源之路却充满坎坷。

日前，美国劳伦斯伯克利国家实验室发布了《中国重型货运部门减油路径评估》报告。报告指出，重卡虽然车辆保有量占比小，但其带来的环境影响占比却很高。

报告认为，中国作为全球最大的重卡市场，亟须采用多元化的技术手段来减少重型货运部门二氧化碳排放量和柴油消费量。

发展新能源重卡被认为是重型货运部门减油的关键路径。但遗憾的是，新能源重卡始终不温不火，根源就是其背后的技术和成本问题尚未突破。

优势明显 障碍待破

传统燃油重卡作为大气污染的重要来源，一直是蓝天保卫战的“拦路虎”。《中国机动车环境管理年报2018》中的数据显示，仅占汽车保有量7.8%的柴油货车，其氮氧化物和颗粒物排放量分别占汽车排放总量的57.3%和77.8%。

“重卡行业的节能减排势在必行。”北京交通大学机械与电子控制工程学院副教授刘杰对《中国科学报》强调。以燃料电池、电力替代柴油作为驱动力的新能源动力系统，成为实现重卡节能绿色化的重要路径。

与其他新能源汽车一样，新能源重卡也具有明显优势。刘杰以有“零排放”之称的燃料电池重卡为例指出，其具有绿色环保，能量转换效率高，续驶里程长、燃料加注便捷，运行平稳、噪声低及燃料来源多样化、优化交通能源的构成等优点。

不过，清华大学车辆与运载学院教授李亮告诉《中国科学报》，重型卡车以大功率长途运输为主，如果走纯电动发展路线，那么其发展的一大制约就是电池的过大体积与自重，以及由此带来的过高成本。而就混合动力技术而言，由于当前车辆应用总体规模不足，导致其成本偏高，也制约了普及程度的提高。

“经济上不划算。”中国汽车技术研发中心总监胡辰树也表示，与柴油货车相比，新能源重卡无论是在采购环节还是在使用环节，都不具有成本优势。“纯电动重卡，每公里电耗成本约两元钱，燃料电池重卡每公里氢耗成本则要6元，而柴油重卡每公里燃油成本一般只需1.5元。”

“另外，目前新能源重卡的市场虽然在发展，但仍比较小。据统计，2019年我国新能源货运车辆总产量6.85万辆，其中新能源重卡（14吨以上）2961辆，同期我国重卡总产量（全部燃料类型）为114.2万辆，新能源重卡产量远低于柴油重卡。”胡辰树认为，成本和市场问题主要由新能源技术发展现状决定，比如纯电动重卡，其关键就在于电池材料体系的突破，以及解决续航里程问题。

在刘杰看来，对于燃料电池重卡来说，除使用成本高，其制造成本也过高，这主要集中在双极板、质子交换膜和铂金属催化剂上；汽车启动性较差，其启动时间一般要超过3分钟；燃料电池系统抗震能力较差，易引起气体泄漏，从而引发着火安全事故。此外，还有燃料电池的循环寿命较短、氢燃料的储存技术较弱、稀有贵金属的需求量较大，以及加氢站等基础设施建设不足等问题。

“目前，新能源汽车完全替代传统燃油汽车为时尚早。传统燃油汽车在可靠性、耐久性和燃料补充便捷性等方面要明显优于新能源汽车。总体来说，目前新能源重卡尚处于起步和示范阶段。”刘杰说。

多措并举 协同发力

尽管困难重重，但从政府层面到科研单位、企业从未停止探索的脚步。专家们表示，新能源重卡主要包括纯电动和燃料电池两条技术路线。

从国家政策来看，自2015年以来，国家给予了新能源重卡（包括纯电卡车和燃料电池卡车）诸多政策补贴和优惠的交通政策。

今年4月，财政部等4部委联合发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，明确推动落实新能源汽车免限购、免限行、路权等支持政策，加大柴油货车治理力度，提高新能源汽车的使用优势；支持“车电分离”等新型商业模式的发展。

刘杰介绍，在政策的推动下，我国已有中国重汽、陕汽、一汽解放、东风汽车等多家商用汽车企业布局了包括燃料电池整车、系统和电堆等在内的燃料电池重卡研发工作。部分车型还入选了工信部公示的《道路机动车辆生产企业及产品公告》。

“目前，我们已初步掌握整车、动力系统和核心零部件的匹配技术，但部分企业的燃料电池汽车开发平台仍是由传统燃油汽车平台改装而来，尚未开展燃料电池专用汽车底盘的开发及匹配技术研究。”刘杰说。

在技术进展方面，目前使用的石墨、金属和复合材料等双极板材均有突破。其中，石墨双极板的技术已经成熟，具有导电及导热性好的优势，但也存在较重、易碎和难加工的缺点。在膜电极研发方面，大连新源动力等企业已初步具备了自主开发及生产能力；在系统其他部件方面，目前已基本掌握35兆帕高压储氢技术，正在积极研发70兆帕储氢技术，但部分阀门、管路和传感器仍依赖进口。

“总体来看，我国燃料电池重卡产业已初具规模。但关键材料和零部件，如催化剂、质子交换膜、碳纸、空压机、氢气循环泵等国产零部件的可靠性和耐久性远低于国外产品，需加大技术投入。”刘杰说。

因“用”制宜 循序渐进

因为存在续驶里程短、购置成本高及充电时间长等短板，目前新能源重卡的应用仍受到较大限制。

“可循序渐进走向新能源。”李亮认为，重卡首先应成为“节能汽车”，往清洁能源、提高动力传动系统总体效率方向发展。“通过一步步提高发动机以至整个动力系统的效率，从而推进技术进步。”

具体来说，一方面，实现变速箱多挡化，以充分发挥发动机的效率；另一方面，做到轻度混合动力化，用电机助力加速和制动能量回收减小发动机后备功率，提升效率，实现整车轻量化和节能。

李亮建议，国家可给予一定的政策引导，比如当发动机效率提升、油耗值满足某一些限值后，可对汽车购置税或汽车使用环节给予税收减免。不过，他也坦言，仅依靠补贴推动重卡纯电动化是不可持续的。

刘杰也认为，强混或增程式混合动力技术的重型卡车没有续航危机和充电难的问题，通过柴油机和电动机的优化匹配，使得发动机在高效区工作，满足整车油耗和排放要求，是目前的最佳解决方案。

他还表示，在发展策略上应根据不同地区的不同需求，推动不同技术路线的实施。未来重卡将出现三条技术路线：在北上广等一线城市，推广纯电动城建、环卫重卡的应用；在城际运输及二三线城市推广混合动力重卡；对于长距离运输，燃料重卡将具备较大优势。

“在目前技术条件下，重卡汽车的发展一定要找准应用场景，只有这样才能真正产生经济效益，逐步提升技术和产业化水平。”胡辰树说。事实上，重卡的应用场景非常多样化，只是对每种场景的技术要求各不相同。比如，在城市内行驶的渣土自卸车，对环保要求高，路线相对固定，两地之间距离相对较近，可以使用纯电动重卡。港口牵引运输车亦是如此，并且港区内有一定条件建设充电桩等基础设施。

此外，他还建议，除了车企，产品的应用方（用户）也能发挥驱动效应，比如大型物流、快递企业，甚至自身有较大物流需求的港口、厂矿企业，当其大规模应用相关产品时，市场足够大，车企、零部件企业会自主积极开发适合使用场景的产品。

在“智慧交通”的国家战略和交通结构优化改变的大背景下，未来新能源重卡或许可以找到新的突破口。

刘杰指出，除了动力系统的升级优化，未来还应注重智能驾驶技术的应用。通过采用路径规划、驾驶员意图识别、自适应巡航及主动安全技术等智能驾驶技术，充分提高整车的节能减排效果。

胡辰树认为，从长远来看，新能源重卡跟自动驾驶相结合，可进一步发挥新能源的优势。此外，交通运输部正着力优化运输结构，将中长距离的货物运输由公路运输向铁路和水运转移，打造绿色高效综合运输体系。“当货车只用于临近城市或城市内的短距离运输时，新能源重卡现有的劣势可能就不复存在。”