三一、中联氢能产品相继下线，工程机械氢能化是跟风还是刚需？
文丨 Herny 氢能分析师
工程机械是非道路移动源污染排放的主要贡献者。在汽车、船舶等交通运输工具排放法规日趋严格之时，工程机械的排放治理也逐渐受到重视。如何实现工程机械零排放，成为制造商们的新问题。氢电和锂电是两个选择。
图1 三一重工氢燃料电池搅拌车
近日，氢云链从三一重工官方获悉，三一氢燃料电池工程车暨全球首台燃料电池搅拌车下线仪式在邵阳灯塔工厂隆重举行，标志着三一正式迈入“氢时代”！
三一重工相关负责人表示，三一计划用5年的时间，发展成为国内最大的氢能整体解决方案提供商，电动工程车行业第一品牌。据悉，此款燃料电池搅拌车采用大功率电堆系统，能量转化效率高达50%以上；同时匹配1680L大容量氢气瓶组，等速工况续航里程达500公里以上，彻底解决用户里程焦虑。
氢云链了解到，目前氢能应用场景在汽车、船舶、储能、石化、航空、航天、航海、工业气体等等领域均有大范围应用，而在工程机械上，氢能叉车、塔式起重机、挖掘机、雪地美容机等也有成功应用；整体来说，氢能应用已经逐渐呈现你追我赶的竞争态势，而工程机械也即将进入零排放的氢能时代。
近期国外氢能工程机械应用
2020年3月，现代摩比斯、现代汽车、和现代工程机械宣布联手开发全球首台氢动力工程机械设备，批量生产和分销的目标日期定为2023年。
2020年7月，英国工程机械生产商JCB宣布已开发出建筑行业第一台氢动力挖掘机。JCB已在采石场试验场对一台由氢燃料电池驱动的20吨220X挖掘机进行了为期12个月的测试。在未来的几个月中，JCB将继续通过对原型机进行测试来以继续开发和完善该技术。
图2 LEITWOLF h2MOTION氢能雪地美容机
2020年12月，位于意大利的南提洛尔制造商PRINOTH率先推出了两款新概念雪地美容机——LEITWOLF h2MOTION；据悉，该款产品是世界上第一款氢动力雪地美容机，动力方面，最大电机功率：544马力(400kW)；电动马达运行时间：最多可达4小时；启动扭矩：2300Nm。
近期国内氢能工程机械应用
对比国外氢能工程机械发展，国内在氢能工程机械方面的发展则显得相对滞后。近期随着徐工汽车、中联重科、三一重工等相继推出最新氢燃料电池工程机械产品，国内工程机械的氢能应用也即将迎来爆发。
2019年，清大股份与深圳汽航院成立了国内首个燃料电池叉车创新中心；
2020年5月，天津新氢动力科技有限公司发布了国内首台3.5吨氢燃料电池叉车。
2020年11月，徐工在上海宝马展上亮相首款氢燃料电池渣土车，自卸车长宽高分别为：9600mm,2550mm,3500mm；该车整备质量/总质量分别为18000KG/31000KG；动力方面，搭载7个140L储氢罐，额定功率与峰值功率分别为90、100KW，加氢的续航里程达到300公里。
图3 全球首台氢燃料抑尘车
2020年12月，中联重科在湖北发布全球首台氢燃料抑尘车，据悉，该款氢燃料抑尘车由湖北海亿氢能源配套，加氢15分钟，续航超过400公里，持续环卫作业5小时，且无污染、零排放。相关人士透露，该款抑尘车实现了零部件国产化95%以上，将用于该市喷雾抑尘和环境治理。
2020年12月，三一重工发布全球首台燃料电池搅拌车，采用大功率电堆系统，能量转化效率高达50%以上；同时，匹配1680L大容量氢气瓶组，等速工况续航里程达500公里以上。
跟风还是工程车电动化刚需？
工程机械是装备工业的重要组成部分。中国已是名副其实的工程机械制造大国，装载机、挖掘机、汽车起重机、压路机、叉车、推土机、混凝土机械等一大批工程机械产品产量跃居世界首位。由于基建投资规模不断提升，工程机械等下游产业将进入新一轮的增长。如挖掘机领域，近年来市场需求同样旺盛，2019年挖掘机市场迎来了一个新高。
图4 国内挖掘机历年销量（单位：万台） 数据来源：工信部，氢云链
与重卡相似，由于缺乏补贴，工程机械领域的电动化进程推进缓慢。目前国内工程机械仍主要以传统内燃机作为动力源。以叉车为例，2019年中国叉车电动化率仅有47%，落后于国际水平，而欧洲已经高达85%。
图5 全球叉车电动化情况
工程机械作为内燃机产品中除汽车行业之外的第二大使用行业，由于其排放密度大，排放指标又劣于汽车，因此对环境的污染更为严重。
没有补贴的情况下，三一、中联、徐工等工程机械巨头缘何纷纷推出燃料电池工程机械产品？
氢云链认为可能由三方面原因：（1）政策风向变化，此前受碳排放政策影响较小的工程机械领域开始收紧；（2）企业看好燃料电池工程机械前景、提前布局；（3）市场出现一定需求。其中第一种可能性最高。
根据《中国移动源环境管理年报(2019)》，从工程机械占非道路移动源污染物排放的比例来看，工程机械排放HC达28.9万吨，占比37.9%；排放NOx达175.3万吨，占比31.1%；排放PM达11.4万吨，占比25.8%。其中又以装载机、挖掘机和叉车的污染物排放量占比最高，三者排放量总和占据了全部机种的九成以上。
图6 非道路移动源污染排放比例情况 来源：《中国移动源环境管理年报》，氢云链
工程机械污染排放占非道路移动源污染物排放的比例较高，排放问题已不容忽视。目前国家及地方政府正逐步制定相应法规，推动工程机械污染物排放问题解决。如武汉自2019年11月30日起划定高排放非道路移动机械禁止使用区，超国三标准排放的挖掘机等工程机械将在中心城区及远城区的部分区域限制使用。
随着越来越多工程机械排放法规出台，未来工程机械更新换代需求可观。由于工程机械耗能高、工作时间长等要求，氢燃料电池将是最有前景的替代动力解决方案之一。
与汽车行业一样，目前国内工程机械同样存在“大而不强”的问题，同样的，新能源工程机械也是国内企业“换道超车”的重点发展领域。预判环保法规、率先发展氢动力工程机械有利于提高国内工程机械的市场竞争力，增强工程机械技术水平。