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2022全球氢动力工程机械产品最新分布现状跟踪研究

来源: 发布日期:2022/11/12 10:19:14

 前言:氢能源在工程机械上的应用研究已经不是新鲜话题,但真正在工程机械上的应用仍然较少,近日,国外知名工程机械利勃海尔与JCB在宝马展时期相继发布氢能源相关产品,我们由此对目前氢能源工程机械产品做一个概括性跟踪汇总。

一、目前的产品分布状况

1. 挖掘机

(1)JCB

2020年7月,JCB率先推出行业首款氢动力22t挖掘机220X,该挖机采用的是氢燃料电池动力。

JCB率先推出行业首款氢动力22t挖掘机220X

JCB率先推出行业首款氢动力22t挖掘机220X

JCB氢能挖掘机虽然该机采用的是氢燃料电池,而且其目前发布的多款氢能产品大部分都是氢燃料电池动力,但其后续研发的主要方向是燃氢发动机,其认为,在非道路工作场景,发动机比燃料电池系统更适用。

2021年,JCB发布了一款氢燃料活塞发动机,该发动机基于JCB现有的Dieselmax448四缸发动机。

(2)利勃海尔

2022德国宝马展,利勃海尔展出其第一台氢动力50吨级履带式挖掘机 R9XX H2,该机由位于法国科尔马的 Liebherr-France SAS 开发。

该机器由利勃海尔集团位于瑞士的发动机技术中心 Liebherr Machines Bulle SA 生产的 H966 氢内燃机提供动力。

50吨级履带式挖掘机 R9XX H2氢动力挖掘机

50吨级履带式挖掘机 R9XX H2氢动力挖掘机

R9XX H2 的 H966 氢内燃机有六个气缸并使用端口燃油喷射 (PFI),其利勃海尔在其氢发动机中采用了直接喷射 (DI)。

H966 氢内燃机

H966 氢内燃机

(3)现代

 

现代155氢动力轮挖

现代155氢动力轮挖

 

之前曾有消息: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。

但是两年过去了,并没有相关的最新消息公布,进展未知。

2. 装载机

(1)山西格润

2022年7月11日,全国首台50型GRSD958HEV重载版氢能装载机在新绛经济技术开发区新材料及高端装备产业园新能源产业园成功试车下线。

山西格润时代与深圳雄韬联手研发的装载机

山西格润时代与深圳雄韬联手研发的装载机

据了解,该装载机是由山西格润时代与深圳雄韬联手研发,为重型装载机市场的主力吨位,额定载质量5t,配置840L氢瓶,每次加氢耗时小于8min,可实现续航6h作业,氢燃料电池系统。

(2)博雷顿

2011年1月18日,博雷顿在上海·临港发布氢电混合大吨位装载机。

该车额定负载≥5t,最高车速≥40km/h,牵引力≥165kN,最大掘起力≥170kN,最大爬坡度≥25°,动臂提升时间≤6s,氢燃料电池≥45kW,续航时间≥5h,加氢时间≤5min。

博雷顿氢电混合大吨位装载机

博雷顿氢电混合大吨位装载机

博雷顿氢电混合大吨位装载机参数

博雷顿氢电混合大吨位装载机参数

相较于电动装载机的火热,氢能装载机可以说几乎没有存在感,原因也很简单,氢能装载机能做的,电动装载机也能做,甚至做的更好,电动装载机的适用性更广,氢能装载机在氢能大规模应用前,可能真的只适合氢能富余、加氢方便的相关场景定制使用吧。

3. 挖掘装载机

2021年,JCB发布氢动力的挖掘装载机。

JCB发布氢动力的挖掘装载机

JCB发布氢动力的挖掘装载机

4. 伸缩臂叉装车

2021年,JCB发布Loadall伸缩臂叉装车原型机。

JCB发布Loadall伸缩臂叉装车原型机

JCB发布Loadall伸缩臂叉装车原型机

5. 叉车

(1)新氢动力

2022年4月22日,天津新氢动力科技有限公司发布氢+5G无人3t叉车。

天津新氢动力科技有限公司发布氢+5G无人3t叉车

天津新氢动力科技有限公司发布氢+5G无人3t叉车

2020年5月,天津新氢动力科技有限公司发布了国内首台3.5t氢燃料电池叉车。

(2)合力

11月16日上午,英飞腾—蒙娜丽莎氢能叉车项目启动仪式在广东佛山举行。安徽合力首批5台3t氢燃料电池叉车顺利交付使用,成为广东氢能示范区第一个落地运行的氢能叉车应用示范项目。

3t氢燃料电池叉车

3t氢燃料电池叉车

6. 无人运输车

2022年4月22日,天津新氢动力科技有限公司发布氢+5G无人5t无人输送车

 

天津新氢动力科技有限公司发布氢+5G无人5T无人输送车

天津新氢动力科技有限公司发布氢+5G无人5t无人输送车

 

7. 重卡

(1)奔驰

2022年9月19日,奔驰发布GenH2液态氢燃料卡车。2020年,奔驰发布奔驰GenH2的双燃料电池概念车。

该车使用2台电机,最大输出功率660kW(898马力),峰值扭矩则为4142N·m。

奔驰发布GenH2液态氢燃料卡车

奔驰发布GenH2液态氢燃料卡车

(2)徐工 自卸车

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90kW/100kKW,加氢的续航里程达到300km。

(3)中联重科 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15min,续航超过400km,持续环卫作业5h。

(4)氢途科技

2022年上半年,氢途科技与东风汽车合作49t重卡牵引车,该车搭载125kW燃料电池系统、续航里程达到420km。其后,该重卡交付到河北钢铁厂进行任务作业,目前运行情况良好。

(5)三一

8月15日,上氢能源与三一重工联合打造的上海第一台氢能渣土车在临港新片区发布。

和电动应用一样,氢能源也是在重卡领域率先应用,并应用较多,重卡类产品相对也比较多,还有就是公交车之类的客车类产品应用较多,这不是我们关注的重点。

8. 塔式起重机

2020年,RKB开发了第一台以氢为动力的塔式起重机,起重机搭载了单独的氢燃料电池以提供动力,目前仅有起重机部分使用了氢燃料电池提供的动力,其余部分尚未使用氢能。

氢为动力的塔式起重机

氢为动力的塔式起重机

9. 搅拌车

2021年初,三一氢燃料电池工程车暨全球首台燃料电池搅拌车下线,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500km。

三一氢燃料电池工程车

三一氢燃料电池工程车

10 移动加氢机

2022年10月21日,JCB发布行业首款移动式加氢机,为工作现场设备实现快速加氢。

JCB发布行业首款移动式加氢机

JCB发布行业首款移动式加氢机

JCB发布行业首款移动式加氢机

JCB发布行业首款移动式加氢机

JCB发布行业首款移动式加氢机

JCB发布行业首款移动式加氢机

二、氢燃料电池与氢能发动机的区别

氢燃料电池和氢内燃机都是使用氢能作为燃料,那么这两者的区别到底在哪里?

氢燃料电池

氢燃料电池车首先有燃料电池和储氢罐等部件。其次,其底盘结构和电动车类似,配置有电机、电控以及电池三电系统等部件。

氢燃料电池主要采用质子交换膜燃料电池技术,其中燃料电池相当于是一种能量转化装置,依靠氢燃料电池电堆中的氢气与氧气产生电化学反应,产生电能驱动。发出来的电能经控制器、逆变器等多组电器部件后,直接驱动电机,为车辆提供动能。

氢燃料电池路线的缺点除了氢能源面临的缺点外,最大的缺点就是制造成本高昂,导致采用氢燃料电池的车型也价格昂贵,不能为普通用户所接受。

氢内燃机

主体结构与柴油机相差不大,两者之间的零部件通用性极高。就以康明斯近期推出的燃料不限定(fuel-agnostic)平台为例,氢内燃机与柴油机之间有高达80%的部件可以通用,更换发动机气缸盖以及燃料喷射系统以及发动机电脑板等部件,即可由柴油转氢气。

氢内燃机技术线路不太会影响到企业的生产链条,可以有效降低制造成本。并且氢内燃机的技术与柴油机也比较接近,主流厂商都有足够的技术积累的研发条件,能够相对较快地进行普及和推广。

这也是康明斯、潍柴等老牌发动机企业选择的路线。

三、结语

虽然目前工程机械厂家在氢能源应用方面做了不少尝试,但我们认为,这仍然只是一些尝试而已。

氢能源是二次能源,目前,氢能源的供给主要为煤制氢、工业副产氢、天然气制氢、电解水制氢等。

数据显示,2020年,全球利用天然气(甲烷)生产纯氢的产量占比达到43.8%,仅13.4%的氢气是通过煤炭生产的,通过电解水生产的氢气产量占比不到1%。

国内因缺乏天然气资源,大部分都依赖进口,因此天然气制氢份额并不高。我国的煤炭资源相当丰富,中国煤炭产量占全球总产量的48%。因此,中国的氢能源来源由于资源禀赋以煤炭为主,煤制氢技术是目前国内主流的制氢技术。

根据中国煤炭工业协会公开数据显示,2020年中国氢气产量超过2500万t,其中煤制氢所产氢气占62%、天然气制氢占19%,工业副产气制氢占18%,电解水制氢占1%左右。

基于上述信息,我们可以看到,氢能源取代化石能源是不大现实的,因为氢能源本身就是化石能源的二次产品而已。那么首先从能源的角度来说,氢能源的能源地位只能说和燃油并列;其次从环保的角度来说,电能设备比氢能设备更环保,适用性更广,氢能设备也不可能取代电能设备。

所以我们认为,作为一个小路线,用以消耗工业副产氢是最靠谱的应用场景。

当然,如果有一天,通过化石能源制氢的优越性、性价比等等大大超过化石能源制燃油,而且氢燃料电池的关键材料问题得以解决,那么大规模取代燃油设备倒也有可能。

(本文来源:陈曙华 全球特种机械供应服务平台)

 

 

 

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