年終特稿之氫能工程機械：引領(lǐng)未來的綠色動力

【路面機械網(wǎng) 原創(chuàng)文章】近年來，氫能應(yīng)用場景逐漸增多，工程機械作為能耗大戶，自然也概莫能外。如2023年中聯(lián)重科成功交付世界最大氫能源礦用寬體車；三一集團旗下公司將在上海修建首座2000kg級加氫站……

從政策支持和市場需求角度來看，氫能工程機械市場具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

氫能工程機械的具有以下優(yōu)點，環(huán)保：氫氣作為燃料燃燒后只會產(chǎn)生水，無任何污染物排放，對環(huán)境友好。高效：氫氣能量密度高，能夠為工程機械提供持續(xù)穩(wěn)定的動力，提高工作效率。燃料儲存量大：相比于傳統(tǒng)能源，氫氣的儲存量更為豐富，可滿足工程機械長時間作業(yè)的需求。能量回收：氫氣燃料電池可以回收工程機械運行中的能量，進一步提高能源利用效率。適用范圍廣：氫能工程機械可用于各種工程場景，如建筑、交通、礦山等，具有廣泛的適用性。

氫能工程機械國內(nèi)企業(yè)嶄露頭角

目前，國內(nèi)一些知名工程機械企業(yè)如徐工、三一重工、中聯(lián)重科等已經(jīng)開始布?xì)淠芗夹g(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新。這些企業(yè)在氫燃料電池、儲氫系統(tǒng)、燃料電池發(fā)動機等方面取得了重要進展，推出了多款氫能工程機械產(chǎn)品。此外，一些新興企業(yè)也憑借技術(shù)優(yōu)勢和創(chuàng)新思維，在氫能工程機械領(lǐng)域嶄露頭角。

徐工集團：氫燃料電池裝載機引領(lǐng)潮流

作為工程機械行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一，徐工集團在氫能技術(shù)研發(fā)方面取得了顯著成果。徐工不僅了主要面向重卡和自卸車產(chǎn)品的氫能源公司，還推出了一款中型氫燃料電池裝載機。這款裝載機采用了先進的氫燃料電池技術(shù)，具有零排放、低噪音、高效率等優(yōu)點，為綠色施工提供了有力支持。

徐工6噸級氫燃料電池裝載機XC968-FCEV

三一重工：全面布?xì)淠芄こ虣C械領(lǐng)域

三一重工不僅在氫燃料電池技術(shù)方面進行了深入研究，還推出了多款氫能挖掘機、起重機等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在性能和穩(wěn)定性方面均達到了較高水平，為推動氫能工程機械市場的快速發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

2021年1月31日，三一集團與上海重塑能源科技有限公司燃料電池工程車輛項目正式簽約，將對氫燃料電池技術(shù)在工程車輛的應(yīng)用進行聯(lián)合。2021年5月31日，三一集團與岳陽市簽訂氫能產(chǎn)業(yè)合作協(xié)議，投放100臺氫燃料工程車，車型涵蓋渣土車、牽引車和攪拌車。三一集團完成全球首臺氫燃料電池攪拌車、三一首臺氫燃料電池自卸車和氫燃料牽引車下線。2021年6月1日，三一首臺氫燃料重卡下線儀式在長沙三一重卡超級工廠舉行。

2022年2月18日，三一重工氫燃料電池攪拌車交付儀式在岳陽市舉行，這也是全球首次批量交付的氫燃料電池攪拌車。

中聯(lián)重科：新能源礦卡領(lǐng)航者

中聯(lián)重科從鋰電、氫燃料兩條工程機械新能源關(guān)鍵技術(shù)鏈布，推出了新能源礦卡等產(chǎn)品。公司的新能源礦卡采用了先進的氫燃料電池技術(shù)，具有高效率、長續(xù)航里程、低維護成本等優(yōu)點。同時，中聯(lián)重科還積極開展氫能工程機械領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新，為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了積極貢獻。

中聯(lián)重科ZT125FCEV氫能源礦卡

該產(chǎn)品載重達80噸，搭載兩臺由鯤華科技配套的120KW高性能氫燃料電池。官方數(shù)據(jù)顯示，重載下坡工況下比燃油車節(jié)能80%，綜合工況比傳統(tǒng)燃油車節(jié)能20%-30%以上。

太重集團：國內(nèi)首款氫燃料電池挖掘機問世

太重集團也加入了氫能工程機械市場的競爭。公司推出了國內(nèi)首款搭載氫燃料電池的挖掘機產(chǎn)品，該產(chǎn)品在環(huán)保性能、工作效率和穩(wěn)定性方面均表現(xiàn)出色。太重集團的加入將進一步推動氫能工程機械市場的發(fā)展和技術(shù)進步。

首款24噸氫燃料液壓挖掘機

TZ240EH，太重自主研制的行業(yè)首臺氫能挖掘機，將氫燃料電池技術(shù)首次應(yīng)用在挖掘機上，充滿動力只需要3～5分鐘，就可以續(xù)航5小時以上，與燃油動力機型加油時間相當(dāng)。它是真正的“氫”松挖掘、綠色挖掘，作業(yè)過程只產(chǎn)生水，實現(xiàn)真正意義零排放，奠定未來行業(yè)新能源發(fā)展的新基石。

博雷頓：BRT956HEV氫電混合大噸型裝載機引領(lǐng)潮流

造車新勢力博雷頓也瞄準(zhǔn)了氫能工程機械市場，其BRT956HEV氫電混合大噸型裝載機于2021年正式對外發(fā)布。這款裝載機采用了先進的氫燃料電池技術(shù)，具有高效率、長續(xù)航里程和零排放等優(yōu)點，引領(lǐng)了工程機械行業(yè)未來動力轉(zhuǎn)型的新潮流。

該產(chǎn)品是博雷頓在非公路車領(lǐng)域，首個結(jié)合市場以及客戶需求推出的產(chǎn)品，搭載大洋電機51kW的氫燃料電池系統(tǒng)，以及132kWh高倍率鋰電池，雙電機驅(qū)動，電機功率各200kW。其主要能源來源為工業(yè)廢氫。

同力主導(dǎo)研發(fā)的首款氫燃料電池自卸車

堅持創(chuàng)新引領(lǐng)，同力科技聚焦新能源和動力系統(tǒng)技術(shù)路線多元化布，助推電動與節(jié)能產(chǎn)品并舉發(fā)展。目前已構(gòu)建起覆蓋電能、甲醇和氫能與插電式純電驅(qū)動、換電式純電驅(qū)動及混合驅(qū)動混動系列組合和無人駕駛版等全路徑新能源智能化體系。產(chǎn)品分布運營在沿海、熱帶、寒區(qū)和高原等各區(qū)域的近60個礦山，為節(jié)能減碳和綠色智慧礦山做出了貢獻，為社會創(chuàng)造了可觀的效益。

國內(nèi)首臺45噸氫燃料電池正面吊

第十六屆(北京)國際工程機械及礦山展覽與技術(shù)交流會上，廣晟氫能聯(lián)合杭叉新能源、中集氫能發(fā)布了45噸氫燃料電池正面吊。該產(chǎn)品搭載了廣晟氫能的氫燃料電池電堆及動力系統(tǒng)、中集氫能的車載瓶供氫系統(tǒng)，是現(xiàn)今全球首臺最大氫燃料電池工業(yè)車輛起重設(shè)備。該設(shè)備是現(xiàn)今全球起重量最大的氫燃料電池工業(yè)車輛起重設(shè)備，填補了該領(lǐng)域的國際空白。

45噸氫燃料電池正面吊

北方股份滿足產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的氫能礦用車

北方股份全球首臺136噸級氫燃料與鋰電池混合動力礦用自卸車自重115噸，載重136噸，搭載業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的質(zhì)子交換膜燃料電池以及70MPa高壓大容量車載儲氫系統(tǒng)，可保證車輛擁有長久的續(xù)航。最大的特點是可以實現(xiàn)零排放，只需加氫氣就可以實現(xiàn)運輸 及 礦山實施作業(yè)， 無需消耗柴油和其他燃料。與等噸位柴油動力礦用車相比，年減少二氧化碳排放1815噸，約等于600輛乘用車的排放量。

目前，國內(nèi)知名工程機械企業(yè)已經(jīng)在氫能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新方面取得了重要進展。這些企業(yè)在推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中發(fā)揮著重要作用，為未來綠色施工和可持續(xù)發(fā)展做出了積極貢獻。

在全球范圍內(nèi)，氫能工程機械市場的發(fā)展還處于起步階段。各國在氫能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用方面各有千秋，但彼此之間的合作和交流對于整個行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。企業(yè)在氫能工程機械領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)具備一定的實力和基礎(chǔ)，但與國際先進水平相比仍有一定的差距。因此，從國際合作和競爭格角度來看，企業(yè)需要進一步加強與國際同行的交流與合作，學(xué)借鑒先進技術(shù)和管理經(jīng)驗，提升自身的競爭力和影響力。

大品牌企業(yè)布?xì)淠馨l(fā)動機

在氫能發(fā)動機方面，國內(nèi)的分企業(yè)也取得了一些進展。一些企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)氫燃料電池發(fā)動機，并且已經(jīng)有分產(chǎn)品投入市場。其中，億華通是我國國內(nèi)氫燃料電池發(fā)動機制造的龍頭企業(yè)，其自主研發(fā)的燃料電池發(fā)動機已通過強檢。此外，還有一些企業(yè)如濰柴動力、美錦能源、騰龍股份、雄韜股份、大洋電機等也在燃料電池發(fā)動機的研發(fā)方面有所突破。

億華通M180氫燃料電池發(fā)動機

同時，一些企業(yè)已經(jīng)開始布?xì)鋬?nèi)燃機的研發(fā)。比如濰柴動力自主的13L氫內(nèi)燃機，其熱效率達到了41.8%，并且已經(jīng)配置在重汽的黃河重卡車型上，這應(yīng)該也是首臺氫燃料發(fā)動機的重型商用車。

重汽全新一代黃河品牌高端重卡，搭載濰柴動力自主的13L氫內(nèi)燃機，達到國際領(lǐng)先水平，可商業(yè)化應(yīng)用到多種特殊場景。濰柴動力2018年起布?xì)鋬?nèi)燃機技術(shù)，迅速完成了關(guān)鍵核心技術(shù)和商業(yè)化應(yīng)用的突破，掌握了一批原創(chuàng)性技術(shù)，實現(xiàn)了有效熱效率41.8%，為我國動力領(lǐng)域的發(fā)展又一次樹立了全球新標(biāo)桿。

玉柴K05H燃?xì)浒l(fā)動機

玉柴K05H燃?xì)浒l(fā)動機通過采用高壓多點進氣道噴射、高效低慣量渦輪增壓、高效稀薄燃燒等多項先進技術(shù)，攻克了燃?xì)浒l(fā)動機易回火、易爆震、易泄露等技術(shù)難題，完成柳汽載貨車的整車配套，滿足了整車示范運行的條件。同時，K05H燃?xì)浒l(fā)動機增程混動方案也已完成點火，擴寬了在大噸位環(huán)衛(wèi)、起重、自卸、牽引等應(yīng)用場景的適配性。K05H燃?xì)浒l(fā)動機沿用了父系產(chǎn)品K05國六柴油機成熟技術(shù)方案以及零件供應(yīng)、生產(chǎn)制造、客戶配套體系，將與玉柴芯藍的氫燃料電池形成組合產(chǎn)品，開拓綠色動力，擁抱“氫”春未來，成為玉柴在“雙碳”背景下的新王牌。

玉柴K05H燃?xì)浒l(fā)動機

多年來，康明斯致力于領(lǐng)先的動力解決方案，在面向未來的可持續(xù)發(fā)展動力系統(tǒng)方面，氫能將發(fā)揮至關(guān)重要的作用?？得魉狗堑缆钒l(fā)動機業(yè)務(wù)裁Antonio Leitao表示，“我們的是專注于氫能全產(chǎn)業(yè)價值鏈，以推動可持續(xù)發(fā)展及更快速地推向市場。”康明斯通過收購及投資等一系列舉措，專注于三個氫能相關(guān)領(lǐng)域：綠氫生產(chǎn)、管理和運輸，以及氫內(nèi)燃機和燃料電池?？得魉拐跉鋬?nèi)燃機，為客戶提供可持續(xù)的減碳解決方案。氫內(nèi)燃機與現(xiàn)有車輛設(shè)計相兼容，可以幫助主機廠及客戶降低集成難度和復(fù)雜性。同時，氫內(nèi)燃機和現(xiàn)有發(fā)動機零件可分通用，推動規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢的同時，還提供了與柴油發(fā)動機相媲美的可靠性和耐用性。

康明斯M15H氫能發(fā)動機，適用于挖掘機、輪式裝載機、鉆機、銑刨機和空壓機，額定功率為530馬力(395千瓦)，峰值扭矩為2600牛米。

然而，盡管國內(nèi)在氫能發(fā)動機研發(fā)方面取得了一些進展，但整體來看，與國際先進水平相比仍有一定的差距。此外，由于氫能發(fā)動機技術(shù)難度大、成本高，其普及和應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)。因此，需要加強技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用，推動氫能發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

海外大品牌布?xì)淠苁袌?/strong>

在海外，一些知名的工程機械制造商如卡特彼勒、小松等已經(jīng)開始研發(fā)氫能挖掘機、氫能裝載機和氫能壓路機等設(shè)備。這些企業(yè)在研發(fā)過程中，注重提高設(shè)備的能源效率和環(huán)保性能，同時也關(guān)注到了氫能技術(shù)的安全性和可靠性問題。

目前，卡特彼勒可提供按訂單需求定制的額定功率為1250kW的100%純氫發(fā)電機組，包括完全可再生的綠氫。此外，卡特彼勒還提供可使用高達25%摻氫天然氣運行的400kW至4.5MW的商用發(fā)電解決方案。

2023年5月，株式會社小松制作所 (以下簡稱“小松”) 啟動了一款以氫燃料電池作為動力的中型液壓挖掘機概念車的實證實驗(PoC)。

采用氫燃料電池的中型液壓挖掘機概念車

2023年5月14日，Volvo CE在美國華盛頓特區(qū)由美國設(shè)備制造商協(xié)會(AEM)舉辦的"廣場建筑慶典 "活動上展示了其行業(yè)領(lǐng)先的可持續(xù)解決方案，即到2040年實現(xiàn)溫室氣體凈零價值鏈排放。Volvo CE展出了L20電動和L25電動緊湊型輪式裝載機、ECR18電動和ECR25電動緊湊式挖掘機、DD25電動瀝青壓實機、中型EC230電動挖掘機，以及世界上第一臺氫燃料電池鉸接式運輸車原型 Volvo HX04。

此外，一些國際能源公司如、BP等也積極參與到了氫能工程機械的研發(fā)和推廣中。他們通過與工程機械制造商的合作，共同出更符合實際應(yīng)用需求的氫能設(shè)備。

氫能工程機械市場的發(fā)展離不開基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)鏈的完善。目前，國內(nèi)加氫站的數(shù)量和分布尚不能滿足氫能工程機械的運營需求。同時，氫能工程機械的運營成本、維修保養(yǎng)等方面的問題也需要進一步完善。因此，從基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)鏈完善角度來看，氫能工程機械市場仍需和企業(yè)共同努力，加強合作，推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和完善。

總之，氫能工程機械市場前景廣闊，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。企業(yè)在布?xì)淠芗夹g(shù)研發(fā)和應(yīng)用時，需要充分考慮市場需求、技術(shù)進步、基礎(chǔ)設(shè)施以及國際合作與競爭格等多方面因素，制定切實可行的規(guī)劃和發(fā)展計劃，以期在未來的市場中占據(jù)一席之地。

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