RMI：2024年以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例報告（31頁）.pdf

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1、2024.10以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例rmi.org/2以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例關于落基山研究所（RMI）落基山研究所(Rocky Mountain Institute,RMI)是一家于1982年創立的專業、獨立、以市場為導向的智庫,與政府部門、企業、科研機構及創業者協作,推動全球能源變革,以創造清潔、安全、繁榮的低碳未來。落基山研究所著重借助經濟可行的市場化手段，加速能效提升，推動可再生能源取代化石燃料的能源結構轉變。落基山研究所在北京、美國科羅拉多州巴索爾特和博爾德、紐約市及華盛頓特區和尼日利亞設有辦事處。rmi.org/3以工業場景為基礎的

2、氫燃料電池重卡可行性及實踐案例作者與鳴謝作者李婷，劉琦宇，王喆，朱凌琪*除非另有說明，所有作者均來自落基山研究所。作者姓名按姓氏首字母順序排列。聯系方式劉琦宇，qliurmi.org引用建議李婷，劉琦宇等,以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例,2024RMI 重視合作，旨在通過分享知識和見解來加速能源轉型。因此，我們允許感興趣的各方通過知識共享 CC BY-SA 4.0 許可參考、分享和引用我們的工作。https:/creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/除特別注明，本報告中所有圖片均來自iStock。鳴謝感謝山西晉南鋼鐵集團和佛山環境與能源研

3、究院對本報告提供的寶貴支持與意見。特別感謝能源基金會（中國）對本報告的支持。此外，我們也對向本研究提供意見和建議的來自企業和研究機構的專家表示誠摯的感謝。rmi.org/4以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例摘要.6(一)研究背景與意義.7.1.1.重卡零碳轉型的重要意義.7.1.2.氫燃料電池重卡在轉型中的作用.7.1.3.氫燃料電池重卡推廣應用現狀.8.1.4.氫燃料電池重卡的推廣難點.10.1.5.氫燃料電池重卡應用案例分析的意義.11(二)案例選擇和分析方法.12.2.1.案例選擇及背景.12.2.2.案例分析方法.12(三)晉南鋼鐵及佛山氫燃料電池重卡案例分析.14.3.

4、1.案例基本情況介紹.14.3.2.氫燃料電池重卡成本經濟性.15.3.3.氫燃料電池重卡碳排放水平.19(四)主要結論.22(五)未來氫燃料電池重卡發展路徑及行動建議.27參考文獻.29目錄rmi.org/5集群化發展助力低碳轉型之：工業場景中大規模綠氫應用模式研究摘要在經濟發展和人民生活水平不斷提高等因素的影響下，交通行業的能源消耗和碳排放水平在一定時期內將持續呈現穩定增長的趨勢。目前，我國機動車總保有量中，重型卡車的數量僅占不到5%，卻貢獻了道路交通領域近一半的碳排放，是未來交通行業實現全面零碳轉型的重點領域。純電動和氫燃料電池是重型卡車領域脫碳的兩類最主要技術路線，在雙碳目標、1+N政

5、策框架和各地方具體政策規劃的支持下，純電動重卡和氫燃料電池重卡在銷量上已經呈現快速增長的趨勢。由于技術特性和成本存在差異，兩種技術路線可能將分別在不同的運營場景中占據主導地位，其中氫燃料電池重卡由于運載效率更高、續航潛力更大，且與工業制氫、用氫領域結合更為緊密，在工業企業原材料和產品運輸車輛以及未來長途干線運輸場景的零碳轉型進程中將發揮更大的作用。在當前技術發展階段和市場環境下，氫燃料電池重卡仍然面臨車輛購置成本較高、氫氣價格相對昂貴、氫氣供給能力較為有限、加氫基礎設施布局不完善以及不同種類氫氣碳減排效果有待明確等問題。為了更加精準地定位氫燃料電池重卡適用的場景以及加速其推廣應用的解決方案，落

6、基山研究所對晉南鋼鐵和佛山市兩個氫燃料電池重卡應用的案例進行了系統性分析，深入解析了車輛成本經濟性及其影響因素、不同氫能來源的減排效果以及車輛在兩個案例中的應用表現，對氫燃料電池重卡未來推廣應用的方向和重點行動方案進行了總結和提煉。本研究主要得出了以下主要結論和建議：當前氫燃料電池重卡在技術和性能上具備完成工業場景中短途運輸的能力，但成本經濟性和減排.能力仍然存在較大提升空間；工業場景是當前實現氫燃料電池重卡推廣應用最適宜的場景，也是向全運輸場景擴展和規?；?重要基礎；車價、氫價、氫氣供給能力是決定氫燃料電池重卡未來推廣進程的三大關鍵要素；綠氫是氫燃料電池重卡具備零碳屬性的必要條件；研究制定

7、以工業場景為基礎，逐步向中長途貨運場景拓展的氫燃料電池重卡推廣應用路線圖是加.速其推廣應用的核心；在完善氫燃料電池重卡車輛相關配套激勵政策的同時，從工業行業的角度提供更多減排目標和促.進機制有助于提升企業使用氫燃料電池重卡的積極性；持續強化綠氫及其產業鏈的發展并優化布局氫氣“儲、運、加”基礎設施體系是增強氫燃料電池重.卡綜合競爭力的重要支撐。rmi.org/5以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例rmi.org/6集群化發展助力低碳轉型之：工業場景中大規模綠氫應用模式研究（一）研究背景與意義1.1.重卡零碳轉型的重要意義重型卡車是指車和貨物總質量在14噸以上的大型載貨汽車，主要應用于

8、公路貨物運輸。截至2023年，我國重卡保有量約為900萬輛，1 占全國機動車保有量的2%左右，2 但重卡的二氧化碳排放量已經達到了3.6億噸，占道路交通總排放的40%。3隨著經濟快速發展和人民生活水平的逐步提升，重卡承擔的道路運輸需求將持續增加。根據落基山研究所的一項針對1.5度溫控情景的重卡零排放轉型路徑研究，我國道路貨運需求預計將從2020年的6萬億噸公里增長到2050年的11萬億噸公里，4 假設重卡將承擔其中約80%的份額，5 到2050年時，重卡將承擔約9萬億噸公里的貨運周轉量，碳排放量將達到約6.6億噸。因此，通過新能源替代等方式實現重卡的零碳轉型對于我國碳中和目標的實現至關重要。根

9、據中國汽車工程學會和工信部等單位聯合編寫的 汽車產業綠色低碳發展路線圖1.0 預測，6 到2030年，零碳重卡的市場滲透率將提升至25%，到2050年時零碳重卡將成為重卡市場發展主體，進一步明確了重卡零碳轉型的前景和目標。1.2氫燃料電池重卡在轉型中的作用除了減少無效運輸量、提升車輛燃油經濟性等減排措施外，使用新能源替代傳統柴油是實現重卡零碳轉型的最主要解決方案?？紤]到不同技術路線的減碳潛力和可行性，純電動重卡和氫燃料電池重卡是目前行業中主流的兩種技術路線。純電動重卡（含充電和換電）主要指使用鋰電池作為主要能源載體的重卡。在我國新能源汽車和動力電池產業快速發展的推動下，純電動重卡在技術上已經初

10、步成熟，并且在其續航能力和車輛價格持續優化的推動作用下，純電動重卡已逐步規?；⒊蔀槲覈履茉粗乜ㄊ袌龅闹髁骷夹g。然而由于電池組的重量較大，續航能力相對有限，且充換電基礎設施成本較高，純電動重卡目前的主要應用場景仍然局限在港口、礦山、工業園區內部及短途固定線路運輸上。氫燃料電池重卡主要指使用氫氣作為燃料，通過燃料電池將氫氣中的化學能轉化為電能提供動力的重卡。由于氫能的質量能量密度較大，質量較輕，氫燃料電池重卡的理論續航能力強于當前技術水平下的純電動重卡。然而考慮到氫能產業的發展仍在相對初級階段，氫燃料電池重卡的車輛成本較高，且氫能的供給能力和價格也尚不具備競爭優勢，目前其推廣應用也仍然集中在工

11、業場景中固定路線原材料和產品運輸等場景上，且對于加氫站和燃料電池示范城市群等配套政策的依賴程度較大。與純電動重卡相比，氫燃料電池重卡的優勢在于其長途運輸場景下的更高的運載效率和更強的續航能力，未來隨著氫能技術發展和基礎設施逐步完善，氫燃料電池重卡在長距離干線運輸場景中將承擔更重要的角色，成為重卡零碳轉型的重要解決方案之一。rmi.org/6以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例rmi.org/7以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例1.3氫燃料電池重卡推廣應用現狀從2017年中國重汽推出我國第一輛氫燃料電池碼頭牽引車HOVA，7到2023年我國一躍成為全球最大氫燃料電池汽車

12、的消費市場，8我國整個氫燃料電池汽車產業的誕生和迅速發展脫離不開多層級、多維度的產業政策扶持。宏觀來看，國務院于2012年下發的 節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020）和國務院辦公廳于2020年印發的 新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）兩份文件為包括氫燃料電池汽車在內的多種新能源汽車種類指明了發展方向，并在“藍天保衛戰”和整體經濟結構向綠色低碳化轉型的大背景下，將新能源汽車確定為了支撐我國汽車工業產業升級的重要抓手和實現與可再生能源產業協同發展的關鍵舉措。具體政策層面，氫燃料電池汽車的推廣一方面需要相關制造產業不斷推動技術的研發和突破，另一方面也需要成熟的氫能上下游產業來

13、為其注入源源不斷的動力。2020年9月，五部委聯合下發了 關于開展燃料電池汽車示范應用的通知（后稱“通知”），9 要求建立五大燃料電池汽車示范城市群，并以此為基礎構建燃料電池汽車產業鏈、探索有效商業模式、促進技術創新應用，明確我國氫燃料電池汽車市場將以中遠途、中重型商用車為推廣重點。2022年3月，國家發改委印發了 氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年），10 明確氫能在我國能源體系中的角色定位和在綠色低碳轉型過程中的支撐作用，強調以可再生能源制氫和清潔氫為核心的發展方向，并提出到2025年燃料電池汽車保有量達到約5萬輛的目標。氫能產業是氫燃料電池汽車的重要支撐，在國家政策的指導下，各

14、地方也已相繼出臺氫能產業發展規劃。據落基山研究所統計，截至2024年3月，已有25個省份（含自治區、直轄市）相繼發布了50余項省級氫能專項規劃，且有10個省份（含自治區、直轄市）發布了20余個氫燃料電池汽車產業發展行動方案。在市場與政策的協同作用下，氫燃料電池汽車的產業政策將攻克關鍵核心技術作為發力點之一，近年來在技術、性能等方面實現了突破式發展。其中 通知特別強調要求申報城市群必須在示范期間，完成燃料電池汽車搭載的基礎材料、關鍵零部件技術的突破和產業化，并著重強調了電堆、膜電極等亟待攻破的關鍵技術難點。11,12根據我國工信部近期的公開披露信息，2023年燃料電池系統成本已經下降到3000元

15、/千瓦，相比2020年下降超過80%；同時電堆體積功率密度達到了每升4000瓦，比2020年提升了35%。13目前，我國已經成為全世界最大的氫燃料電池汽車消費市場，并孵化出了億華通、重塑、國鴻氫能等多個掌握氫燃料電池核心技術的企業，也一定程度上促進了宇通、飛馳、一汽解放等多個氫燃料電池汽車國產整車品牌的發展。過去的幾年中，氫燃料電池重卡市場份額實現了快速增長，初步形成了產業化應用的格局。2020年時，全國氫燃料電池重卡銷售量不足20輛。2023年的重卡市場中，氫燃料電池重卡已經占到了新能源重卡市場份額的10.57%，2023年全年累計銷量為3612輛。14（圖表1）圖表1 氫燃料電池重卡近三年

16、國內銷量（輛）15rmi.org/8以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例1.4.氫燃料電池重卡的推廣難點燃料電池汽車示范城市群進展與成效已通過國家批復的五大燃料電池汽車示范城市群有：京津冀城市群、上海城市群、廣東城市群、河北城市群、河南城市群，共包含41座城市，形成了“3+2”的示范格局。在示范期中，五部委將根據燃料電池汽車推廣應用、關鍵零部件研發產業化和氫能供應三部分對示范應用進行積分考核，并以考核結果進行“獎懲扣罰”。其中，每1積分等于10萬元國家獎勵，單個城市群整車及關鍵零部件應用可獲得最多15000積分，加氫站及基礎設施可獲得最多2000積分，合計17000積分，中央獎勵資

17、金池共計17億元。對于超額完成任務的城市，獎勵資金可最多上浮10%。在為期四年的示范期（即2021年至2025年）內，五大城市群需推廣燃料電池汽車超過35000輛，建設加氫站超500座。根據中汽中心所統計的燃料電池城市群實際推行狀況，截至2023年8月，燃料電池汽車累計產量19968輛，上險量達17499輛，其中主要推廣車型為重型貨車，占比達到50%；加氫站累計建成407座，投入運營269座。16從車輛應用場景來看，推廣車輛主要以大宗物資運輸、渣土運輸、城市物流配送、物流運輸、冷鏈物流、市政環衛、牽引接駁、港口運輸、礦場運輸、混凝土攪拌車、自卸車等為主。17財政部等部委已于2024年年初對燃料

18、電池汽車示范城市群第一年度（2021至2022年度）的工作情況完成考核評價，并撥付第一批中央財政獎勵資金。18分區域來看，上海城市群憑借長三角地區的產業優勢形成商用車為主，乘用車并行的發展路徑，其推廣量居于首位。京津冀城市群憑借第一批示范城市群的先發優勢，且得益于冬奧會的契機，推廣任務完成較好。河南和河北城市群憑借本地的鋼鐵產業基礎及副產氫資源，形成了以大企業引領的商業模式，帶動了氫燃料電池車的推廣。廣東城市群作為我國氫能產業發展的排頭兵，盡管存在區域內氫氣供需不平衡問題，但總體來看仍較好的完成了推廣目標。在第一批城市群推廣應用效果的影響下，山西、四川、重慶（成渝氫走廊）等省市和地區也在積極推

19、進氫燃料電池汽車推廣應用相關行動，并爭取納入第三批國家級燃料電池汽車示范城市群。19,20（圖表2）圖表2 五大燃料電池汽車示范城市群氫燃料電池汽車推廣現狀21氫燃料電池汽車累計推廣數量（輛）加氫站數量（座）氫氣供應量（萬噸/年）氫氣價格（元/千克）京津冀250830630-40上海400026N/A40-60廣東3200562.750-60河北1136183.235河南128928N/A35rmi.org/9以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例1.4.氫燃料電池重卡的推廣難點雖然氫燃料電池重卡在技術特性上具備長距離運輸的潛力，但其成本經濟性競爭力不足，氫氣儲運和加注相關基礎設施短

20、缺以及氫氣供應穩定性較差等三方面挑戰已經成為了氫燃料電池重卡規?；茝V應用的主要難點。成本經濟性首先，從成本經濟性上看，氫燃料電池重卡目前在購置成本和使用成本上都存在一定的劣勢。一方面，氫燃料電池重卡的燃料電池系統和儲氫瓶等設施的價格仍然相對較高，導致車輛整體購置成本遠高于同等規格的柴油重卡。以49噸級重卡為例，氫燃料電池重卡的市場公開售價在110萬元至140萬元之間，22,23約為同等規格柴油重卡價格的4倍。24 近年來燃料電池關鍵零部件經歷了一定的技術和產能升級，總體成本有所下降（圖表3），但是氫燃料電池重卡的非動力系統部件制造成本仍然偏高。25不過，關鍵原材料催化劑、質子交換膜、儲氫瓶所

21、用的碳纖維等核心技術正處于自主研發和突破階段，整車成本仍有較大下探空間，整體的生產成本有望觸及規模效益下的降本加速點。26圖表3 49噸級氫燃料電池重卡制造成本拆分27rmi.org/10以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例另一方面，由于氫氣價格較高，氫燃料電池重卡的運營成本相比柴油重卡同樣不具有競爭力。傳統意義上，氫氣作為原料主要用于工業生產，將工業領域生產的氫氣用于氫燃料電池汽車不僅會增加氫氣供給壓力，也為氫氣的儲運提出了更高的要求，提高了氫氣在氫燃料電池汽車應用端的成本。中國氫價指數統計顯示，2022年，燃料電池汽車示范城市群所覆蓋地區的泵端氫價平均保持在55元/千克左右（不

22、含補貼及獎勵價格），非示范城市群的價格全年在73元/千克左右。28即使按照示范城市群所要求的35元/千克氫價計算，氫燃料電池重卡的百公里燃料成本仍然約為柴油重卡的2倍。i氫氣儲運和加注等基礎設施從基礎設施上看，氫氣的儲運和加注是實現氫燃料電池重卡有效推廣應用的重要基礎。由于氫能產業的發展仍然處于初級階段，氫能的儲運和加注設施的管理規范和布局規模都尚不完備?？紤]到氫氣易揮發、易燃、易爆的特性，大部分地區仍然按照“危險化學品”來進行管理，增加了氫氣儲運和加注設施投資和運營的難度。ii此外，各地存在管理政策不統一、主管機構不明確的情況，進而導致補貼支持政策滯后、審批管理機制不健全等問題，這一定程度上

23、限制了產業發展速度。另一方面，目前加氫站的投資建設成本仍然較高，在沒有明確大規模氫燃料汽車推廣應用的情況下，加氫站的推廣建設進度較慢，增加了氫燃料電池重卡的應用的成本和難度。氫氣供應最后，氫燃料電池重卡的氫能供給存在一定的短缺風險。受原材料價格波動、生產工藝等因素影響，氫氣的供應存在高度不穩定性。當前氫燃料電池重卡高度依賴的工業副產氫受主產品生產計劃和其他下游應用競爭的影響，終端供氫不僅價格起伏較大，供給也時而短缺。當前已經建好的加氫站存在著因“缺氫”而無法正常運營的情況，進一步抬高了氫燃料電池重卡的使用難度。1.5氫燃料電池重卡應用案例分析的意義為了更有效地應對上述挑戰，在加大研發力度提升技

24、術的可用性、降低氫能和氫燃料電池系統成本的同時，從現有實際使用場景出發，系統性分析氫燃料電池重卡的技術適用性、車輛應用性能表現以及購置和使用等環節的成本經濟性，并以此為基礎定位氫燃料電池重卡應用的主要挑戰和難點，是明確其推廣應用路徑和方法的重要基礎。從案例和場景來看，工業已經成為了氫燃料電池重卡應用的主要場景。工業發展燃料電池重卡具備多種優勢：鋼鐵、化工等重工業企業本身具備一定的氫能供給能力；工業園區內車輛加氫更為便利；原材料和產品的運輸半徑較為適合；以及我國對于工業行業二氧化碳減排的要求更為嚴格，促使更多的企業主動考慮通過多種方式實現全范圍減排。因此，以工業場景為起點、逐步建立市場發展基礎、

25、推動相關技術和基礎設施完善，有可能是推動氫燃料電池重卡發展和普及的有效路徑。本文將圍繞工業場景，具體分析不同應用環境和因素對氫燃料電池重卡應用效果的影響，從而確定最有利的市場推廣路徑。i按照氫燃料電池重卡每百公里氫耗10千克、燃油重卡每百公里油耗32.5升、氫氣價格35元/千克、柴油價格6.5元/升計算。ii近期海南、內蒙古、河北、吉林等四個省份已經率先出臺松綁制氫端管理辦法，允許非化工園區的綠氫生產不需取得?；钒踩S可。rmi.org/11以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例（二）案例選擇和分析方法2.1.案例選擇及背景為了確定有利氫燃料電池重卡發展的應用場景，更直觀地對比不同

26、產業環境、應用場景、氫能來源、配套設施以及政策環境下的氫燃料電池重卡運營效果，為其下一階段的加速推廣應用提供更明確的建議，本研究選取了晉南鋼鐵和佛山作為主要案例分析對象。晉南鋼鐵位于山西省臨汾市，其氫氣主要來自鋼鐵焦化過程中的副產氫，且晉南正在積極布局離網光伏用于未來綠氫的供給；佛山市氫氣主要來自周邊區域化工生產的副產氫，并通過車輛運輸至佛山市進行加注，同時佛山市也已經出臺了若干政策支持氫能和氫燃料電池汽車產業的發展。（圖表4）圖表4 兩個案例的特點對比2.2.案例分析方法為了系統性評估上述兩個案例中氫燃料電池重卡運營的效果及可行性，分析與工業場景相結合對于加速氫燃料電池重卡推廣應用的作用，從

27、而定位對政策和行業的建議，本研究采用了定性案例梳理加定量雙維度指標評估的分析方法，結合案頭數據分析和利益相關方調研訪談，對晉南鋼鐵和佛山這兩個案例進行了綜合解析。其中，案例梳理主要對兩個案例的地方政策環境、基本的工業和氫能產業發展情況、氫能的來源和大致成本、以及氫燃料電池重卡應用的基本現狀等進行了匯總和對比，為指標體系量化分析提供了基礎。雙維度指標評估部分將氫燃料電池重卡運行的成本經濟性和碳排放水平作為兩個核心維度，以此分析當前工業場景下氫燃料電池重卡運營的性能表現及與柴油重卡存在的差異。在成本經濟性維度上，氫燃料電池重卡成本主要包括車輛購置成本、加氫等使用成本及運營維護成本，其中氫氣的成本在

28、不同 應用場景下區別較大，與其生產方式、運輸距離和加氫站規模位置等都有一定的關系，是影響氫燃料電池重卡應用綜合應用成本高低的主要因素。本研究將基于晉南鋼鐵和佛山兩個案例，對氫氣的制、儲、運各環節以及加氫站建設和運營等具體影響因素進行逐一分析（圖表5），結合兩個案例中車輛實際運行數據和能耗統晉南鋼鐵廠廣東佛山市氫源廠內副產氫省內副產氫和灰氫應用場景廠區內短倒物流與城市市政車輛補貼無補貼國補+地補配套產業無設備制造企業積累雄厚配套基建廠內加氫站市內加氫網絡基建補貼無國補+地補rmi.org/12以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例計來計算氫燃料電池重卡運營的成本經濟性，并與相同場景下的

29、柴油重卡進行對比。在碳排放維度上，不同來源氫氣的生產方式不同，其排放水平也存在一定的差異。不僅如此，行業企業在副產氫碳排放計算方法選擇上存在一定爭議，本研究將對比系統擴展法和替代法核算氫氣碳排放的結果，確保一致性和可比性。同時，由于氫燃料電池重卡應用過程中的排放主要來自氫氣生產過程，本研究將不考慮相關儲運基礎設施和加氫站建設等環節產生的碳排放。圖表5 車用氫涉及的三個關鍵環節rmi.org/13以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例（三）晉南鋼鐵及佛山氫燃料電池重卡案例分析3.1.案例基本情況介紹晉南鋼鐵晉南鋼鐵集團是一家集鋼鐵、焦化、高端化工、新能源為一體的企業。晉南鋼鐵依靠自身鋼

30、焦融合、鋼化聯產的產業優勢和豐富、廉價的氫氣資源，將氫能產業確定為了企業的核心戰略發展方向之一，也因此被山西省政府確定為首批氫能產業鏈“鏈主”企業iii。交通運輸是晉南鋼鐵確定的氫能綜合利用的主要場景之一。晉南鋼鐵希望通過以氫燃料電池重卡替代柴油重卡的方式，在實現交通運輸脫碳減排、滿足環?？冃гu級和超低排放改造要求的同時，帶動自身氫能產業發展，并輻射帶動上下游企業對氫能的綜合利用。在晉南，除了部分煤炭、鐵礦石等原料是通過鐵路運輸外，其他原材料和產品都基本通過重型卡車運輸，日常運轉重卡超過千輛，因此重卡零碳轉型對晉南整體節能降碳意義重大。晉南鋼鐵廠工業流程本身對氫氣有一定的應用，包括與鋼鐵生產相

31、關的高爐富氫冶煉、富氫燒結、直接還原鐵，以及與化工生產相關的乙二醇制取等。在鋼鐵生產中的焦化流程會產生大量副產焦爐煤氣，氫氣含量高達61.7%。根據本研究實地調研，來自焦爐煤氣的副產氫總產量每年約為7.3萬噸。為了最大化應用焦爐煤氣資源，晉南鋼鐵投資購置了乙二醇生產設備，將焦爐煤氣用于化工生產，在分離焦爐煤氣的甲烷成分和其他雜質后，提純后的99.9%濃度氫氣可以生成高附加值乙二醇。然而，受到市場價格和原料成本波動的影響，乙二醇市場存在不確定性，經濟效益有限，無法完全消納副產氫資源。因此，晉南鋼鐵進一步規劃了氫燃料電池重卡應用，將其作為下游氫能產業的重要一環。由于交通用氫對氫氣的純度要求較高，焦

32、爐煤氣的副產氫需要經過進一步的提純，才能再用作氫燃料電池重卡的燃料。此外，晉南還計劃利用光伏生產綠氫，以此擴充氫氣供給能力。晉南鋼鐵與中國華能合作計劃建設1300MW光伏“發電+制氫”項目，一期300MW已于2023年1月并網運行，剩余的裝機容量仍在規劃當中。一期項目共計300MW光伏裝機，年發電量可達4.2億度，每年可生產綠氫年約0.8萬噸。若剩余規劃容量在2025至2030年逐步實現并網發電，綠氫產能將在2030年達到4萬噸/年。2022年8月，晉南鋼鐵與美錦能源、一汽解放等企業合作的首批300輛氫燃料電池重卡完成交付，在2023年6月，晉南再次投運了100輛。在沒有政策補貼支持的條件下，

33、截至2023年12月，晉南鋼鐵已經先后投運了400輛氫燃料電池重卡，主要用于場內短倒。29,30晉南還配套建設了1座日加氫能力6噸的加氫站，為我國最大的加氫站，目前每日加氫車次約230次，未來還計劃將加氫能力擴充至9噸，可日加注500輛汽車?？傮w而言，晉南鋼鐵已經在不依賴補貼的情況下初步實現了氫能重卡的大規模、常態化應用，取得了不錯的應用效果。iii根據山西省政府辦公廳2023年7月發布的 山西省重點產業鏈“鏈主”企業遴選及管理辦法，“鏈主”指在優勢基礎產業鏈上擁有核心優勢地位的企業，對產業鏈資源配置、技術產品創新和產業生態構建等具有重大影響，并有意愿增強本省產業鏈的穩定性和競爭力。rmi.o

34、rg/14以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例佛山與晉南鋼鐵的案例有所不同，佛山市氫燃料電池重卡應用并不是以重點工業企業的低碳轉型為主要驅動力，而是充分依托當地相對完善的氫能產業和氫燃料電池汽車支持政策體系，以及基礎較為雄厚的氫燃料電池技術和研發實力來開展氫能汽車應用。在政策方面，佛山是我國氫能產業發展政策扶持的重點城市之一。從2020年開始，廣東省和佛山市先后出臺了 廣東省加快氫燃料電池汽車產業發展實施方案、31廣東省加快建設燃料電池汽車示范城市群行動計劃（2022-2025年）、32廣東省燃料電池汽車加氫站建設管理暫行辦法、33佛山市南海區推進氫能產業發展三年行動計劃(2022

35、2025年)以及 佛山市能源發展“十四五”規劃等政策文件。34,35這些政策分別從區域性氫能產業的建設、氫燃料電池車輛的商業化推廣、加氫站建設運營補貼和土地審批等方面為氫燃料電池車的發展提供了政策支撐。2021年，佛山牽頭啟動了燃料電池汽車示范應用的廣東城市群項目，進一步加速了廣東省和佛山市氫燃料電池汽車推廣應用的進程。在政策的大力扶持下，佛山已成為我國重要的氫燃料電池生產和研發中心，其氫能產業已有多年發展歷史，誕生了一大批知名氫燃料電池和整車制造企業，如飛馳汽車、國鴻氫能等。2022年，佛山飛馳汽車以512輛的累計銷量奪得全國氫燃料電池重卡年銷量冠軍，市場份額達21%。36其次，佛山本地擁有

36、完善且規模龐大的氫能產業鏈，2022年，佛山已引入30家氫氣生產商，32家儲氫企業，15家運氫企業，28家燃料電池公司和100多家氫能應用企業。37在政策和技術產業的雙重支持下，佛山市氫燃料電池汽車推廣應用的效果逐步顯現。截至2023年7月，佛山已有公交車約1500輛，物流車約400輛，市政環衛車約70輛。而氫燃料電池重卡則主要以環衛車和渣土車為主，行駛范圍可覆蓋佛山全市，每天運行里程最高可達200-300公里。佛山市車用氫氣的來源以廣東地區的石化企業的工業副產氫和氣體企業生產的灰氫為主，僅有少部分為本地制得的灰氫氫氣。截止2023年底，全市共建加氫站38座，可基本覆蓋市域內加氫需求。38不過

37、，近年來佛山市周邊氫氣價格始終保持在高位，氫燃料電池車輛的購置速度已經呈現出放緩的跡象，且出現了部分車輛閑置的情況，為氫燃料電池重卡在佛山的大規模推廣應用增加了新的挑戰。3.2.氫燃料電池重卡成本經濟性如前文所述，成本經濟性是影響氫燃料電池重卡推廣應用進度的最重要因素之一。為了更加清晰地觀察晉南鋼鐵、佛山案例中氫燃料電池重卡的成本經濟性現狀，研究團隊計算了兩個案例中當前運營氫燃料電池重卡的總擁有成本，并與柴油重卡和純電動重卡進行了對比。其中，總擁有成本的組成部分主要包括車輛購置成本、柴油、電或氫能等燃料成本、運營維護費用、保險和路橋費、充電或加氫站建設成本及充電或加氫站運營成本iv，考慮到重卡

38、目前的使用壽命通常為10年，本研究中的車輛生命周期以10年為標準進行計算v。在晉南鋼鐵的案例中，研究團隊通過調研了解到，企業采購的車輛品牌主要包括飛馳、一汽、柳工等，車型以49噸半掛車為主，車輛價格約為130萬元。目前車隊使用副產氫的泵端價格大約為25元/千克，車輛百公里耗氫量約12公斤。由于目前車輛主要用于原材料、產品運輸等廠內短倒運輸，氫燃料電池重卡的日均行駛距離約為100-120公里，廠區內加氫站的建設成本約為5000萬元，包含8個加氫槍口，當前日最大加氫能力約為6噸。iv 因為選擇燃油重卡的用車主體并不需要自行建加油站，因此計算中不考慮加油站的相關成本。v 根據現行的 機動車強制報廢標

39、準規定，重型載貨車輛的使用年限為15年。因技術差異等不可知性，本篇報告的車輛使用生命周期統一取10年。rmi.org/15以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例而佛山的案例中，由于佛山的氫燃料電池重卡用氫主要來自周邊化工企業的副產氫，氫氣的運輸成本高于晉南鋼鐵案例，目前氫價大約為每公斤50-75元。為了便于對比氫燃料電池重卡、純電動重卡（充電及換電方案下）、柴油重卡的成本經濟性差異，研究團隊分別計算了同類型場景下不同重卡的成本經濟性。（圖表6）圖表6 晉南（左）與佛山（右）氫燃料電池重卡單位周轉量成本（元/噸公里）vi從圖中可以看出，晉南鋼鐵和佛山案例中氫燃料電池重卡的單位周轉量成本

40、均遠高于柴油重卡和電動重卡。其中，車輛的購置成本和氫氣本身的能源費用是占氫燃料電池重卡單位周轉量成本的90%以上，且由于目前加氫基礎設施的布局仍然不完善，多數企業在使用氫燃料電池重卡進行運輸的過程中需要自行投資建設加氫站，如果將這部分成本合并到加氫總成本當中，氫燃料電池重卡不僅在車輛購置階段成本明顯高于柴油和電動重卡，在綜合用能和運營成本方面也沒有明顯的優勢。從上述分析中可以看出，氫燃料電池重卡不僅車輛購置成本高企，且在此基礎上，氫氣較高的成本還推高了氫燃料電池重卡運營階段的成本，導致車輛無法像純電重卡一樣，通過運營成本的優勢收回前期投資成本。本文將從制氫、儲運氫和加注三個環節分析氫氣成本較高

41、的主要成因。制氫環節制氫成本是氫氣成本中最主要的部分。為了實現氫氣的低碳、低成本供應，目前大多數氫燃料電池重卡會優先選擇使用工業副產氫，并以灰氫和綠氫等作為補充。晉南鋼鐵和佛山兩個案例中氫燃料電池重卡所使用的氫氣來源均主要為工業副產氫，但由于副產氫來源行業和生產過程有所不同，兩個案例中副產氫的成本和碳排放也存在一定的差異。晉南鋼鐵案例中，車輛使用的氫氣來自焦化流程產生的焦爐煤氣（圖表7），副產氫總產量每年約7.3萬噸。其中約2萬噸被用于高爐富氫冶煉、富氫燒結、直接還原鐵等煉鋼流程，剩余氫氣主要用作化工原料以及氫燃料電池重卡的氫源。vi 晉南鋼鐵案例的計算假設車隊規模400輛，單車日行駛距離12

42、0公里。佛山案例的計算假設車隊規模100輛，單車日行駛距離200公里。0.080.050.040.05氫氣出廠價格0.200.060.07氫氣出廠價格rmi.org/16以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例圖表7 晉南鋼鐵用氫流程圖由于副產氫是焦化流程的副產品，在進行財務核算時，上游生產成本通常不會被計入副產氫中，因此副產氫成本主要是提純等處理過程的成本。最終的出廠價格通常由當地氫氣市場情況或者買賣雙方商議決定。研究團隊通過訪談了解到，晉南鋼鐵案例中，氫燃料電池重卡所使用的副產氫經過提純后的站前價格大約為15元/kg。與晉南鋼鐵案例類似，佛山氫燃料電池重卡目前所使用的氫氣同樣是以副

43、產氫為主。由于佛山當地工業生產企業相對較少，且當地氫燃料電池交通體系需氫量較大，佛山市氫燃料電池重卡的氫氣來源主要是粵港澳大灣區內的廣州石化、巨正源等多個工業企業的副產氫。在副產氫市場呈現供不應求的情況下，最終成交的市場價格也相對較高，目前在每公斤26元至35元之間隨供需情況波動。儲運環節氫氣是一種小分子氣體，具有低密度、高壓力和易泄露等特點，因此儲運難度和成本都相對較高。目前，通過管束車搭載鋼制無縫大容積氣瓶是最主流的氫氣運輸方式，具備靈活、方便、快捷等優勢，但是運送效率相對較低，低壓情況下，單車單次運氫量僅占車輛總運輸質量的1%2%，單車運氫量不超過500kg，且運輸成本隨距離增加，相對更

44、適合短距離運輸。39晉南鋼鐵的案例中，氫氣生產和加氫基礎設施的位置都位于晉南鋼鐵的園區內，運輸距離較近，儲存和運輸的成本相對較小，可以忽略不計。佛山市的氫氣主要來自周邊城市的化工企業，需要使用管束車進行運輸。（圖表8）根據調研，目前佛山氫燃料汽車所用氫氣的運輸距離一般在60-100公里，單次運輸量約為300kg，氫氣的儲運價格約為8-12元/kg。燒結焦爐高爐轉爐鐵水粗鋼連鑄軋鋼鋼材焦炭燒結礦焦爐煤氣球團化豎爐電爐球團礦直接還原鐵粗鋼直接還原焦爐煤氣焦爐煤氣乙二醇高爐噴吹富氫燒結化工設備/流程用氫場景圖例：綠氫交通氫燃料電池重卡rmi.org/17以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案

45、例加注環節在被送至加氫站后，氫氣還要經過儲存和加壓才能最終加注車輛，這個過程相對復雜，其成本會反映在最終氫價上。加氫站的成本主要包括投資建設成本和運營費用，其中投資建設成本主要由加氫站的類型、效率和規模決定，而運營成本則包括日常的運營維護、人工等。晉南鋼鐵廠區內運行的加氫站目前為全國規模最大的加氫站，規劃單日總加氫能力達到了9噸，實際加氫能力已達到6噸，共配備8個加氫槍口，能夠充分滿足晉南鋼鐵400輛氫燃料電池重卡每日加氫需求。（圖表9）該加氫站總投資額約為5000萬元人民幣，設計使用壽命為10年，折合每千克氫氣承擔的固定成本約為3.4元/kg。而加氫站的日常運維、耗電、人工等環節的成本，折合

46、在氫氣上約為5元/kg。加氫站最終氫氣泵端價格約25元/kg，刨除氫氣進價15元/kg后，10元為加氫站營收。除固定成本和運營成本外，剩余的約1.6元為加氫站利潤，與加氫站的共同投資方杭氧股份共享。圖表8 佛山市氫氣供應情況圖表9 晉南鋼鐵廠氫燃料電池重卡車隊運行范圍和加氫站位置加氫站廠區范圍1km廣州石化東莞巨正源廣鋼氣體H2佛山￥33￥28￥35+￥8+￥10+￥12+￥14氫氣價格（元/kg）出廠價格儲運成本加注成本rmi.org/18以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例而佛山市氫燃料電池車輛較多，且場景多樣，為此全市已經構建了較為完整的加氫網，包括34座加氫站，全市理論每日

47、最大加注能力達18噸。佛山單站投資成本相對較小，但折算到單位公斤氫氣的加氫站投資成本與晉南鋼鐵基本相同。但是受制于供氫能力、氫氣價格、車輛使用需求等因素，目前全市每天實際加氫總量為7噸左右，導致加氫站利用率較低，迫使加氫站提高氫氣售價來保證收益。（圖表10）研究團隊對佛山市利益相關方調研的數據反饋顯示，佛山市氫氣加注成本中加氫站的部分約為12-14元/kg。最終佛山市的泵端加氫價從50元/kg到75元/kg之間不等。圖表10 .加氫站利用率對加注成本的影響（元/kg.H2)viivii 加氫站利用率指實際加氫量占加氫站最大加氫能力的比重。3.3.氫燃料電池重卡碳排放水平除了經濟性之外，碳減排效

48、果也是企業考慮使用氫燃料電池重卡的重要原因。由于氫燃料電池工作時不產生任何碳排放，因此氫燃料電池重卡的碳排放水平主要取決于氫氣生產過程中產生的上游碳排放。在晉南鋼鐵和佛山兩個案例中，氫燃料電池重卡所使用的氫氣主要為副產氫和部分直接生產的灰氫，本研究針對案例中不同種類的氫源，使用不同核算方法進行了計算，以比較不同氫源的減排效果。副產氫由于副產氫是工業生產的副產物，其在總排放中所承擔的比例并沒有統一的核算標準。不僅如此，當副產氫供不應求時，新增氫燃料電池重卡的用氫需求會與傳統工業產生競爭，有可能迫使產業增加制氫規模，帶來額外的碳排放。因此，在計算氫燃料電池重卡碳排放時，必須站在整體系統的邊界上來研

49、究重卡用氫的實際碳排放，綜合考慮用氫需求和上游供給方式來確定其排放水平。分配法和系統擴展法是最常用于計算副產氫碳排放的方法。40 分配法以產品與副產品的物理參數為權重，將工業生產過程的總碳排放在兩者之間進行分配，例如熱值分配法會按照產品與副產品的熱值大小來分配碳排放。而系統擴展法則會拓展產品的核算邊界，將產品的外部性重新納入到系統邊界之內予以計算。例如，生產焦炭時副產的氫氣，能夠幫助企業減少傳統制氫流程中天然氣的消耗。如果此時將氫氣挪作他用，原本的用氫應用就需要重新使用天然氣，站在整條產業鏈的角度來看，此時可以將新產生的天然氣碳排放等量算作挪用這部分副產氫產生的碳排放。（圖表11）rmi.or

50、g/19以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例圖表11 從系統的邊界上看，氫燃料電池汽車應用可能帶來額外碳排放因此，氫燃料電池重卡的應用是否能起到減碳的效果，主要取決于當地副產氫的利用情況：若副產氫未能得到完全有效的利用，氫燃料電池重卡只使用盈余的副產氫，則應使用熱值分配法進行計算；而如果副產氫已經在原系統中得到了充分的利用，新增氫燃料電池重卡應用將對場景中其他氫能應用產生影響，那么此時應使用系統邊界擴展法進行計算。在晉南鋼鐵的案例中，副產氫主要用于乙二醇生產和氫燃料電池重卡應用，由于乙二醇生產裝置近期減產，副產氫使用量下降，增加氫燃料電池重卡的應用不會導致副產氫資源的擠占，因此研究

51、團隊選擇熱值分配法進行該部分副產氫碳排放的計算，得到車輛所使用的副產氫每公斤碳排放約為3kg，41車輛百公里碳排放約為30kg，低于柴油重卡110kg的百公里碳排放水平，能夠實現有效減排。而在佛山的案例中，氫氣是重要的石油化工生產原料，因此副產氫的供給和需求處于平衡的狀態，多余的副產氫資源十分有限。這種情況下，如果挪用一部分工業副產氫用于氫燃料電池重卡，原本的化工生產需要由新的氫源（現狀條件下大多數為灰氫）進行補充，最終系統內灰氫碳排放將會增加。（圖表12）具體來講，額外增加的碳排放取決于不同替代氫源的排放水平，例如天然氣制氫的碳排放水平約為每公斤氫氣13.2kg，車輛百公里碳排放約為132k

52、g，高于柴油重卡110kg的百公里碳排放水平，無法實現減排。圖表12 佛山市氫氣主要來源及碳排放氫源制氫方式成本（元/kg H2）碳排放（kg CO2/kg H2）廣州石化丙烷脫氫副產3313.2（天然氣替代）巨正源丙烷脫氫副產28華特氣體甲醇裂解未知21.642廣鋼氣體甲醇裂解35佛燃能源天然氣重整未知13.2rmi.org/20以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例灰氫相比于副產氫，灰氫的碳排放計算更為簡單。目前主流的灰氫生產工藝包括煤氣化制氫、天然氣重整、甲醇裂解等等，許多專業機構已經對不同制氫手段的碳排放做過核算。在考慮原料全生命周期碳排放的情況下，大致碳排放如下表（圖表13

53、）所示：晉南鋼鐵的案例中暫時不存在使用灰氫作為氫燃料電池重卡能源的場景。而在佛山的案例中，為了彌補副產氫的不足，氫燃料電池重卡會使用一部分灰氫作為氫源（甲醇裂解法和天然氣重整法）。計算顯示，使用灰氫情況下氫燃料電池重卡的百公里排放約為150-220kg（取決于灰氫的生產路徑），高于柴油重卡的百公里排放，并不能實現減排效果。圖表13 .不同制氫手段對應的碳排放43制氫手段碳排放（kg CO2/kg H2 ）煤氣化25甲醇裂解22天然氣重整15rmi.org/21以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例（四）主要結論4.1.當前氫燃料電池重卡在技術和性能上具備完成工業場景中短途運輸的能力，

54、但成本經濟性和碳減排能力仍存在較大提升空間從晉南鋼鐵和佛山的案例分析中可以看出，目前氫燃料電池重卡具備單次加氫行駛200-400公里的能力，能夠滿足工業廠區內短倒運輸和原材料、產品從工廠到集散地中短途運輸的需求。但由于車輛購置成本仍然較高，氫能供給的各環節綜合成本難以快速降低，且當前車輛使用的氫能多為副產氫和灰氫混用，碳排放水平相比柴油優勢并不明顯，氫燃料電池重卡距離大規模市場化推廣應用還存在一定的差距。具體來看，在無購置補貼和獎勵的情況下，當前氫燃料電池重卡的價格遠高于柴油重卡，在年行駛里程低于7萬公里的情況下（相當于日均里程200-300公里，與當前氫燃料電池重卡日常使用場景類似），氫燃料

55、電池重卡僅購置成本一項就已經超過了柴油重卡的總擁有成本。（圖表14）。圖表14 .不同年行駛里程下的車輛TCO(元)不僅如此，在氫氣價格仍然處于高位的情況下，氫燃料電池重卡在運營成本方面同樣不具備優勢，導致行駛里程越長，成本的劣勢越大。根據本研究計算，只有當氫氣泵端價格低于22元/kg時（即到站價格低于12元/kg），氫燃料電池重卡才能在運營成本上優于柴油重卡，從而通過運營成本的優勢彌補購置價格的劣勢。然而目前無論是綠氫，還是副產氫，距離這一成本目標都仍有較大差距。（圖表15）rmi.org/22以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例圖表15 .氫氣價格與運營環節平價氫價的差距（元/

56、kg）viii最后，目前應用在氫燃料電池重卡中的氫氣主要為副產氫，雖然在副產氫資源有所剩余的情況下使用氫燃料電池重卡能夠起到一定的碳減排效果，但隨著用氫場景的不斷擴大，副產氫資源的供給將呈現日益緊缺的狀況，屆時使用副產氫產生的碳排放將高于柴油重卡。因此，氫燃料電池重卡要實現碳減排，需要持續加大力度完善綠氫產業的布局。4.2.工業場景是當前實現氫燃料電池重卡推廣應用最適宜的場景，也是向全運輸場景擴展和規?；闹匾A考慮到重型卡車主要作為生產資料被企業用于創造利潤，在進行重卡車輛類型選擇時企業通常會對車輛使用的成本經濟性、穩定性及其他綜合收益和成本等方面進行綜合評估。隨著我國碳排放管理體系的不斷

57、完善，工業企業及其上下游的排放約束日趨嚴格，使用氫燃料電池重卡等清潔能源重卡能夠幫助企業實現減排目標。同時工業企業本身具備一定的副產氫資源，便于氫燃料電池重卡應用，且場內原材料和產品的運輸距離通常較短，能夠充分滿足氫燃料電池重卡的技術特性。因此綜合來看，工業場景是當前階段氫燃料電池重卡推廣應用最適宜的場景，也為未來大規模推廣應用奠定了基礎。首先，從政策管理的角度，工業行業污染物和碳排放的標準正在逐步嚴格化，碳市場等相關機制也正在逐步向工業行業延伸。例如，2023年10月，生態環境部發布了 關于做好2023-2025年部分重點行業企業溫室氣體排放報告與核查工作的通知，44將石化、鋼鐵等重點行業和

58、重點企業納入溫室氣體排放報告與核查工作范圍。同年12月國務院發布的 關于全面推進美麗中國建設的意見 提出對鋼鐵等重點行業進行超低排放改造。45在當前管理規定的要求下，企業大多需要滿足一定的節能降碳要求以完成企業評級，從而確保自身的產能不受到過多限制?？紤]到氫能本身具備潛在的零排放屬性，氫燃料電池重卡是一種直接、有效地降低運輸過程中空氣污染物和二氧化碳排放的方式，因此對于工業企業來說，使用氫燃料電池重卡有助于企業合規，相應推廣應用的意愿也更強。其次，工業場景的氫源的成本和碳排放水平都相對更低。氫氣是重要的工業原料、還原劑和燃料，在化工、鋼鐵等多個工業門類內有著廣泛的應用。氫燃料電池重卡可以依托于

59、原有的工業氫源獲得穩定且較低成本的氫氣供應。此外，氫氣還是石油化工、煤化工、鋼鐵煉焦等工業中常見的副產品，與使用化石燃料生產的灰氫相比，副產氫的碳排放相對更低，能夠幫助氫燃料電池重卡進一步降低碳排放。viii 計算假設廠內運輸、僅使用一座加氫站的情況下。rmi.org/23以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例最后，工業企業的運輸場景運距短且固定，對氫燃料電池重卡應用較為友好。工業園區內部不同裝置之間、不同工廠之間通常需要重卡進行物料運輸，此類場景下重卡的活動范圍有限、運輸線路固定、距離較短，同時系統規范性強、可控性高。這使得工業場景對重卡續航能力的要求很低，規避了當前氫能重卡續航不

60、足的缺點，同時集中化的管理也提高了加氫站等基礎設施的利用率，降低了相關成本和氫燃料電池重卡的應用難度。在具備更適合推廣應用基礎的情況下，氫燃料電池重卡在工業場景下應用的規模更容易進行擴大，且以副產氫為基礎，結合工業場景自身的脫碳需求，更容易建立以副產氫和綠氫為基礎的氫能產業鏈和基礎設施體系，能夠促進氫燃料電池重卡在購置和使用段持續降低成本和技術升級，為不斷拓展續航能力，最終滿足長距離干線運輸條件奠定基礎。4.3.車價、氫價、氫氣供給能力是決定氫燃料電池重卡未來推廣進程的三大關鍵要素從晉南鋼鐵和佛山的案例中可以看出，目前氫燃料電池車輛的價格、氫氣的價格和氫氣穩定供給的能力是確保氫燃料電池重卡相比

61、柴油重卡具備足夠競爭力的重要影響因素。車輛價格首先，車輛價格直接影響著市場接受度和購買意愿。在晉南鋼鐵的案例中，氫燃料電池重卡的購置成本占總擁有成本的67%，由于重型卡車本身屬于重資產投資，車輛價格對于購車決策有著非常重要的影響。未來隨著氫燃料電池系統技術不斷創新和迭代，氫燃料電池重卡的價格也將穩步降低。車輛價格及與柴油重卡的價格對比將成為其銷量增加速度的關鍵影響因素。氫氣價格其次，氫氣價格的高低與氫氣供給的穩定性將直接影響到總擁有成本。在晉南鋼鐵案例中，得益于本廠自產副產氫的價格優勢和供應穩定，燃料成本僅占車輛總擁有成本的18%左右。而對比之下，佛山受制于本地供需關系緊張的氫氣市場，燃料成本

62、占總擁有成本的34%。在未來，隨著氫能產業的發展，氫源將得到極大豐富，氫氣供應也將趨于爆發性增長。預計隨著供應量的增加，氫氣價格有望進一步下降，為氫燃料電池重型卡車的商業化應用提供更為有利的條件。氫氣供給氫氣供給能力主要包括產量和運輸便利性這兩個部分。一方面，氫氣產量的多少將直接影響其價格水平。目前氫燃料電池重卡的氫氣來源主要以副產氫為主，隨著鋼鐵和化工附加產品等行業用氫需求的不斷增加，能夠用于氫燃料電池重卡的副產氫總量會被不斷壓縮，導致氫氣的成本增加、碳排放水平提高。未來在綠氫完成對化石能源制氫逐步替代的過程中，綠氫的產量同樣會成為影響氫燃料電池重卡用氫成本的重要因素。另一方面，運輸的便利性

63、也將影響加氫的成本和可獲得性。在現有的條件下，氫燃料電池重卡應用必須緊鄰制氫設施，距離一旦超過100公里，氫氣的運輸成本就將受到嚴重的影響。在佛山案例中，平均運距在100公里以內，氫rmi.org/24以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例氣的儲運成本就已接近總燃料成本的18%。而且，隨著氫燃料電池重卡進一步推廣至干線運輸等多樣化交通場景中，因交通用能零散度本身較高，加氫站必然隨之規?；佋O，運氫半徑勢必擴大。因此未來氫燃料電池車輛的推廣需要建立完備的氫氣供給和加注網絡。相比于目前的常壓管束車，未來輸氫技術有三個主要發展方向：高壓管束車、管道和液罐車。高壓管束車是最觸手可及的技術路線

64、。目前，我國常見的氫氣管束車壓力范圍為15-35MPa，最常見的20MPa管束車的有效運氫空間僅有200多公斤，運輸能力有限。而30-50MPa的車輛將能承受更高壓力，運氫能力也更強，將對降低儲運成本、穩定氫氣供應起到重要作用。46除了管束車，液氫罐車和純氫管道也將有助于實現氫氣的長距離運輸，適用于遠離氫源的區域。然而，這兩種技術的前期投資相對較高，更適用于大規模的氫氣應用項目。液氫罐車的單次運載能力約為3-4噸氫氣，而純氫管道的單日輸氫能力至少在10噸以上。47這些技術的不斷發展將有助于支持氫燃料電池重卡實現跨區域高效的氫氣供應。（圖表16）圖表16 .2030年不同運氫方式成本預測4.4.

65、綠氫是氫燃料電池重卡具備零碳屬性的必要條件根據對不同能源種類碳排放強度的測算，柴油的全流程碳排放（Well to Wheel）大約為3.797kg CO2/kg 柴油?？紤]到柴油與氫氣熱值上的差異，氫氣的碳排放必須低于約 9kg CO2/kg 氫氣才有可能實現減排。48據此計算，相較于燃油重卡的排放，如果氫燃料電池重卡所使用的氫氣是來源于煤炭或天然氣的灰氫，將增加60%-120%的碳排放；如果重卡項目使用的是企業多余的副產氫，那么氫燃料電池重卡確實可以實現最多60%的碳減排。但如果氫燃料電池重卡應用擠占了其他用氫項目的資源、迫使企業增加了額外的氫氣生產，那么使用副產氫的氫燃料電池重卡的實際碳排

66、放水平反而會比使用柴油更高（圖表17）。因此，灰氫和副產氫都不是降低重卡碳排放最穩妥的解決方案，使用可再生電力電解水生產的綠氫才是實現重卡零排放轉型的最有效方式。rmi.org/25以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例圖表17 .不同制氫方式的減排潛力由于我國當前電力系統中化石能源發電比例仍然相對較高，使用網電電解水生產的氫氣所產生的實際碳排放可能會高于灰氫。而在目前條件下，使用離網風光資源生產綠氫的成本較高。下圖（圖表18）展示了根據我國各地不同的電網排放因子與網電電力價格計算得出的“網電+綠電打捆制氫”模式的制氫成本與碳排放?？梢钥闯?，在綠電資源條件最好的西北地區，綠氫的生產成

67、本仍然高于每公斤35元，而即便在排放因子較低、電力價格也較低的南方電網和西北電網，結合網電和可再生電力進行制氫的模式所得到的氫氣的排放都遠遠高于同等行駛里程下柴油的碳排放。因此，使用綠氫替代柴油是實現氫燃料電池重卡完全零碳轉型的最主要選擇。圖表18 .不同地區電網條件對制氫項目的成本與碳排放影響副產氫網電制氫灰氫綠電制氫-.60%.+.120%+.110%.+400%+.60%.+.120%-.100%rmi.org/26以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例（五）未來氫燃料電池重卡發展路徑及行動建議綜合上述分析，可以看出我國氫燃料電池重卡的推廣應用仍然處在起步階段，在車輛綜合成本經

68、濟性、氫能的來源、運輸、加氫方式以及所使用的氫能種類和減排潛力等方面仍然具備較大的優化空間。為了進一步提升氫燃料電池重卡的綜合競爭力，并以工業場景為基礎，逐步完成對不同物流運輸場景柴油重卡的替代，本研究以晉南鋼鐵和佛山的案例分析為基礎，以解決核心痛點為方向，提出如下5個方向的行動建議。5.1.研究制定以工業場景為基礎，逐步向中長途貨運場景拓展的氫燃料電池重卡推廣應用路線圖對于處在行業發展初期的技術和解決方案來說，清晰明確的目標和發展路線既是為行業指明方向的基礎，也是提升企業加速發展信心的重要推動力?；趯淙剂想姵刂乜夹g特性、成本經濟性和發展階段的綜合研判，研究團隊建議國家和地方政策制定部門

69、及行業協會協同研究并制定以工業場景為基礎，規?；瘧煤统杀窘档蜑閷?，全面覆蓋以干線運輸為主的中長途貨運場景的氫燃料電池重卡推廣應用路線圖。其中，具體發展路線可以包含近期、中期、遠期等3個主要階段：近期：以工業場景為主，扎實推進以副產氫為基礎的中短距離運輸模式。依托工業行業碳減排相關政策目標和企業行動，在副產氫資源和其他條件相對較好的地區率先推進氫燃料電池重卡的應用，由工業園區和企業牽頭，政府提供一定程度與減排效果掛鉤的財稅和基礎設施支持，增加工業場景下中短距離氫燃料電池重卡購買和使用的比例。中期：擴大氫燃料電池重卡的應用規模，促進成本的快速降低和續航能力的快速提升?；诠I場景下氫燃料電池重

70、卡應用的效果，針對核心痛點加大研發和政策、市場行動力度，在拓展續航能力的同時加速車輛購置成本和氫氣生產、運輸、加注成本的降低，在2030年之前實現部分場景下氫燃料電池重卡與柴油重卡成本經濟性基本持平。遠期：全面推進氫燃料電池重卡在長距離干線運輸場景中的應用，同時匹配綠氫供給和加氫站的基礎設施。在車輛儲氫和續航能力不斷提升的情況下，借助高速費減免和加氫優惠等政策，推動氫燃料電池重卡在長距離干線運輸場景中的大規模推廣應用，同時完善綠氫制、儲、運、用綜合體系的建立，在核心物流場站和高速公路重點點位配置加氫基礎設施，在2050年左右實現氫燃料電池重卡和純電動重卡齊頭并進，共同完成重卡零碳轉型的目標。5

71、.2.持續跟進相關配套激勵機制，增強氫燃料電池重卡的綜合競爭力過去幾年，燃料電池汽車城市群政策已經有效提升了部分地區氫燃料電池汽車的銷量和保有量。由于氫燃料電池重卡仍存在成本經濟性的劣勢，在未來一段時間內持續提供車輛購置成本、使用成本和基礎設施等方面的支持將有助于進一步加速其推廣應用?？紤]到核心技術的規?；蛧a化是影響我國氫燃料電池車產業鏈發展速度和質量的關鍵，而目前膜電極、燃料rmi.org/27以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例電池系統和儲氫瓶等氫燃料電池車輛技術仍有待突破，下一階段的支持政策應當將側重點放在關鍵技術的研發和突破上，以技術成熟度和效率水平為目標，設置不同程度

72、的資金獎勵機制。同時適當維持并擴大燃料電池汽車示范城市群覆蓋的技術和產業領域，在為車輛提供購置獎勵的基礎上逐步調整為對車輛運營、加氫等方面的激勵，并輔以路權、停車和高速通行費減免等方面的支持。5.3.強化工業行業綜合減排目標，提升企業用車動力在晉南鋼鐵的案例中，企業以工業行業節能降碳和企業評級相關政策規定為基礎，設立鋼鐵企業上下游“鏈主“制度，通過將碳減排激勵與企業產能相關聯，并同步帶動上下游其他企業在不同環節協同參與減排行動，起到了促進運輸環節減排，特別是使用氫燃料電池重卡替代柴油重卡的效果。氫燃料電池重卡不但可以直接幫助企業減少范圍三的排放，而且氫燃料電池重卡的用氫需求可以輔助企業搭建用氫

73、基礎，促進企業在其范圍一的生產環節中用氫減排。由于工業企業具備良好的產氫和用氫基礎，是氫燃料電池重卡在短期內推廣應用的重要起點，在后續推進氫燃料電池重卡加速應用的過程中，可以考慮逐步完善鋼鐵和化工等工業行業碳減排相關目標和企業碳核算標準體系，并納入碳市場，將運輸環節的碳減排合理納入企業碳排放考核體系，同時積極推進工業企業鏈主減排制度，以鏈主企業行動帶動產業鏈各環節氫燃料電池重卡的應用。5.4.穩步推進綠氫產業發展，逐步降低綠氫成本并提升供給水平如前文所述，以可再生電力為來源的綠氫是氫燃料電池重卡助力重卡運輸實現零排放轉型的最終解決方案。氫氣作為氫燃料電池重卡的能量來源，既是影響其運營成本高低的

74、最主要因素，又是決定其減排效果的核心和關鍵。由于我國氫能產業目前仍然處在規?；l展的初級階段，在推進技術研發和降低車輛成本的同時，充分布局氫能產業，加速綠氫成本的降低和供給能力的提升，是氫燃料電池重卡推廣應用的有力支撐。在國家和地方已經開始將氫能及相關產業的發展規劃納入各類政策規劃，并著手提供不同程度政策激勵的情況下，繼續以國家和地方綠氫相關政策目標為基礎，完善各類氫能碳排放核算標準體系的建立，并在有條件的地方建立綠氫標準和認證機制，同時配套綠氫補貼和稅收減免等機制，加速氫能在鋼鐵和化工領域的試點示范項目推進工作，并強化氫能儲運技術的發展，綜合提升綠氫的成本經濟性。5.5.完善氫能“儲-運-加

75、”體系建設，依據車輛需求提前規劃布局加氫基礎設施由于貨物運輸需求相對分散，且物流場站和加氫站所在地通常土地空間較為有限，在加氫站附近匹配穩定且相對便宜的制氫資源可能性相對較低，這意味著氫氣的儲運是滿足氫燃料電池重卡氫能加注的必要條件?？紤]到目前氫氣的儲運技術還不是非常成熟，運輸方式基本以短距離長管拖車為主，綜合優化氫氣儲運和加注體系的技術升級和系統布局是解決這一問題的有效策略。因此，下一階段行業企業和政策制定者應當首先明確未來氫能儲運體系的格局和發展路徑，并定位服務氫燃料電池汽車這類分布式加氫資源所需要的儲運技術路線和規模，從國家和省級層面擴大氫氣儲運技術的研發力度和布局規模，同時以不同時間尺

76、度下氫燃料電池重卡推廣應用的規模、加氫需求點位、附近氫氣的來源等信息為基礎，確定加氫站建設的位置和體量，對土地和氫氣運輸和儲存設施等進行提前規劃。rmi.org/28以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例參考文獻1 現代物流報，“重卡的綠色之路有多遠”，20242 公安部，“全國機動車保有量達4.35億輛”，20243 韓志玉，“預測能源轉型下的中國汽車碳排放趨勢”，20224 Mission Possible Partnership，“Making zero-emissions trucking possible-An industry-backed,1.5C-aligned tr

77、ansition strategy”，20225 波士頓咨詢，“中國公路貨運市場發展趨勢”，20216 中國汽車工程學會等，“汽車產業綠色低碳發展路線圖1.0”，20237 中國重汽，“產品綜述-研究與發展”，20248 香橙會，“中國燃料電池汽車產業全景圖”，20249 財政部，工信部等，“關于開展燃料電池汽車示范應用的通知”，202010 國家發改委，“氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）”，2022111 財政部、工信部等，“燃料電池汽車示范城市群申報指南”，202012 財政部、工信部等，“燃料電池汽車城市群示范目標和積分評價體系”，202013 央視新聞，“我國燃料電池汽車

78、產業進入提速關鍵期”，202314 第一商用車網，“燃料電池重卡2023銷量增長475”，202415 根據中汽協公開數據整理16 中國汽車技術研究中心有限公司，“五大燃料電池汽車示范城市群發展成果一覽”，202317 王建建、張奇等，“2023年氫燃料電池專用車發展現狀與形勢分析”，專用汽車，202318 北京晚報，“京津冀城市群這項示范，獲中央財政3.5億元獎勵”，202419 新京報，“兩會聲音：建議將山西納入燃料電池汽車示范應用城市群”，2024rmi.org/29以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例20 中國日報，“川渝全國政協委員聯名提案：呼吁支持將成渝氫走廊區域納入國

79、家燃料電池汽車示范城市群”，202421 中國汽車技術研究中心有限公司，“五大燃料電池汽車示范城市群發展成果一覽”，202322 王明華、王雯等，“中國氫燃料電池重型卡車的總擁有成本分析”，汽車安全與節能學報，202323 中氫互聯，“2023上半年：超9億元氫車招標大單都花落誰家”，202324 中國證券報，“天然氣重卡市場持續爆發”，202425 上海捷氫科技股份有限公司，“首次公開發行股票并在科創板上市申請文件的審核問詢函的回復”，202326 王建建、張奇等，“2023年氫燃料電池專用車發展現狀與形勢分析”，專用汽車，202327 香橙會，“燃料電池汽車產業化拐點已來”，202428

80、劉暢、林漢辰等，“中國氫燃料電池汽車市場發展現狀及展望”，南方能源建設，202429 山西晉南鋼鐵集團，“充分發揮氫能產業鏈 鏈主 作用，助力臨汾創建 綠色運輸試點城市”，202330 山西晉南鋼鐵集團，“加快能源轉型，助力綠色運輸”，202331 廣東省發改委，“廣東省加快氫燃料電池汽車產業發展實施方案”，202032 廣東省發改委，“廣東省加快建設燃料電池汽車示范城市群行動計劃（2022-2025年）”，202233 廣東省住建廳等，“廣東省燃料電池汽車加氫站建設管理暫行辦法”，202334 南海區政府，“佛山市南海區推進氫能產業發展三年行動計劃(20222025年)”，202235 佛山

81、市政府，“佛山市能源發展 十四五 規劃”，202236 第一商用車網，“燃料電池重卡2022年銷量大漲215%！宇通/飛馳爭冠”，202337 珠江時報，“含新量含智量躍升，產業發展活力十足”，202238 南方日報，“億噸大港支撐佛山制造走向世界”，202439 李敬法等，“氫能儲運關鍵技術研究進展及發展趨勢探討”，油氣儲運，202340 Reinout Heijungs et al.,“System Expansion and Substitution in LCA:A Lost Opportunity of ISO 14044 Amendment”,202141 計算基于林婷等，中國氫燃

82、料電池車燃料生命周期的化石能源消耗和CO2排放，環境科學，201842 ICCT，從燃料氫全生命周期溫室氣體排放視角看中國燃料電池汽車示范城市群建設，2022rmi.org/30以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例43 計算基于林婷等，中國氫燃料電池車燃料生命周期的化石能源消耗和CO2排放，環境科學，201844 生態環境部，“關于做好2023-2025年部分重點行業企業溫室氣體排放報告與核查工作的通知”，202345 國務院，“關于全面推進美麗中國建設的意見”，202346 李敬法等，“氫能儲運關鍵技術研究進展及發展趨勢探討”，油氣儲運，202347 李敬法等，“氫能儲運關鍵技術

83、研究進展及發展趨勢探討”，油氣儲運，202348 中國城市溫室氣體工作組，“中國產品全生命周期溫室氣體排放系數庫”，2024李婷，劉琦宇等，以工業場景為基礎的氫燃料電池重卡可行性及實踐案例,2024RMI 重視合作，旨在通過分享知識和見解來加速能源轉型。因此，我們允許感興趣的各方通過知識共享 CC BY-SA 4.0 許可參考、分享和引用我們的工作。https:/creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/除特別注明，本報告中所有圖片均來自iStock。RMI Innovation Center22830 Two Rivers RoadBasalt,CO 81621www.rmi.org2024年10月，落基山研究所版權所有。Rocky Mountain Institute和RMI是落基山研究所的注冊商標。