能源焦慮正在全世界蔓延。3月18日，油價(jià)迎來(lái)7輪連漲，全國油價(jià)95號汽油進(jìn)入9元時(shí)代，柴油進(jìn)入8元時(shí)代，均創(chuàng )歷史新高。在這種大背景下，我國經(jīng)濟與民生也將難以免受沖擊，趕在漲價(jià)前夕加油站排隊加油的情況屢屢出現，甚至一度出現交通擁堵。
快遞物流行業(yè)，則更是首當其沖。在主要上市快遞企業(yè)的財報中，幾乎都將燃油價(jià)格上漲作為主要風(fēng)險之一。由于快遞行業(yè)目前主流車(chē)尤其支線(xiàn)運輸，均以燃油車(chē)為主，而燃油費用占運費成本的30%左右，燃油費的上漲必定帶動(dòng)整個(gè)運輸成本的上漲。2022年疫情又此起彼伏，燃油價(jià)格的不斷上漲更無(wú)疑是雪上加霜，進(jìn)一步擠壓了本就不大的利潤空間，這給總部和數以萬(wàn)計的網(wǎng)點(diǎn)成本管控帶來(lái)了新的挑戰。
面對市場(chǎng)的變化，快遞企業(yè)要邁入良性發(fā)展，及時(shí)進(jìn)行資源的優(yōu)化整合，提高資源使用率，實(shí)現降本增效，讓企業(yè)更加健康地運行。并且對于未來(lái)，更需采用可持續性發(fā)展的眼光去思考，提早布局。因此，可以預見(jiàn)，僅從運輸成本考慮，油價(jià)的上漲會(huì )帶來(lái)兩方面積極影響。一是越來(lái)越多的燃油車(chē)司機可能改開(kāi)新能源物流車(chē);二是第三方運力企業(yè)、快遞企業(yè)將加速更換新能源物流車(chē)。
本文將重點(diǎn)展開(kāi)雙碳戰略下的氫能源氫燃料電池汽車(chē)進(jìn)行初步分析，也許短期內氫燃料汽車(chē)還不具備大規模推廣的條件，但這是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，是未來(lái)快遞物流車(chē)輛的一個(gè)轉型方向。因為如今地緣政治的緊張局勢、貿易保護主義的嚴峻，假設未來(lái)某天作為石油進(jìn)口國的中國面臨著(zhù)能源危機，勢必我們需要為汽車(chē)選擇一種替代能源來(lái)維持社會(huì )的正常運行，乘用車(chē)毫無(wú)疑問(wèn)是選擇純電動(dòng)，而快遞物流車(chē)則會(huì )更適合選擇燃料電池。與純電車(chē)相比，氫燃料車(chē)加注快、續航長(cháng)、耐低溫;與燃油車(chē)相比，氫燃料車(chē)熱轉化效率高，又足夠清潔環(huán)保。因此，氫燃料電池一度被認為是解決汽車(chē)低溫、重載、長(cháng)途應用場(chǎng)景的終極解決方案，非常適合應用于載重大、距離長(cháng)的支線(xiàn)快遞以及城際快遞物流環(huán)節。
01、氫燃料汽車(chē)的主要科普
氫燃料電池：指的是氫通過(guò)與氧的化學(xué)反應而產(chǎn)生電能的裝置。氫燃料電池車(chē)的驅動(dòng)力來(lái)自于車(chē)上的電動(dòng)機就像純電動(dòng)車(chē)一樣，因此氫燃料電池車(chē)可以理解為一輛“自帶氫燃料發(fā)電機的電動(dòng)車(chē)”。
燃料(氫氣)：氫氣的制取分為三種，“灰氫”是通過(guò)石化燃料制氫，“藍氫”在石化材料制氫的過(guò)程中加入碳捕捉和碳封存技術(shù)，但兩種制氫方式均涉及碳排放。最潔凈的方式是“綠氫”，又稱(chēng)電解水制氫。綠氫最大的問(wèn)題是電力消耗大，如果使用風(fēng)能、光伏等可再生能源發(fā)電，則可從源頭保障燃料電池汽車(chē)所用氫氣清潔無(wú)污染，是實(shí)現低碳環(huán)保的最佳路徑。
氫燃料電池汽車(chē)：低溫性能優(yōu)越，可實(shí)現-30℃低溫啟動(dòng)，-40℃低溫儲存。氫燃料電池汽車(chē)具備還低排放、抗低溫、續航長(cháng)等特點(diǎn)，被稱(chēng)為“終極環(huán)保車(chē)”。在加氫時(shí)間方面，氫燃料電池車(chē)只需要10-15分鐘就能加滿(mǎn)，而鋰電池往往需要三個(gè)小時(shí)以上。
目前，行業(yè)內已經(jīng)公布的氫燃料物流車(chē)有12噸、20噸等配置，滿(mǎn)足市內及城際間快遞物流、冷鏈物流應用場(chǎng)景。氫燃料物流車(chē)能實(shí)現整車(chē)超長(cháng)續航，車(chē)型滿(mǎn)載工況下具有優(yōu)良的動(dòng)力性能，滿(mǎn)足客戶(hù)長(cháng)途運輸或定制化冷鏈需求。
02、快遞行業(yè)應用氫燃料汽車(chē)的優(yōu)勢與機會(huì )
1.綠色清潔能源
公路運輸占我國物流運輸總量的70%以上，今年綠色物流被正式納入我國綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系，而我國已承諾“2030年碳達峰、2060年碳中和”，可以預見(jiàn)的是，未來(lái)幾年對于碳排放量會(huì )有嚴格的政策要求。
快遞是公路運輸三大類(lèi)的龍頭，快遞市場(chǎng)集中度與信息化程度最高，并且快遞業(yè)呈高速發(fā)展。然而快遞業(yè)不斷增加的碳排放問(wèn)題與我國當下正在不斷推進(jìn)的“碳達峰”“碳中和”的國家戰略形成了巨大的沖突。
氫燃料汽車(chē)最大的好處就是完全的清潔燃料，沒(méi)有廢氣排出。而且熱效率高，燃料電池堆的熱效率在66%以上，電機效率在90%以上，整體效率就在60%以上了。氫能作為綠色、清潔、高效的二次能源，可優(yōu)化現有能源結構、有效降低二氧化碳排放量，改善環(huán)境問(wèn)題，助力“雙碳”目標的實(shí)現，符合綠色物流的要求。
快遞業(yè)作為物流領(lǐng)域綠色發(fā)展的重要一環(huán)，相信通過(guò)推廣氫燃料電池物流車(chē)，可逐步替換原有車(chē)隊中的高污染柴油車(chē)輛，有效減少碳足跡，實(shí)現“綠色”配送。
2.續航長(cháng)，適用快遞中遠距離場(chǎng)景
對于快遞行業(yè)，時(shí)間就是金錢(qián)。2021年，快遞日均服務(wù)用戶(hù)近7億人次，重點(diǎn)地區間快遞服務(wù)全程時(shí)限縮短到58小時(shí)左右，為了服務(wù)好廣大消費者與線(xiàn)上零售服務(wù)商家，快遞對于時(shí)間的要求也因之更高。然而續航和充電等待時(shí)間都是目前純電貨車(chē)的硬傷。往往一次快遞支線(xiàn)運輸的續航要求為600到800公里，目前純電貨車(chē)的續航能力，勢必中途需要充電1-2次，會(huì )嚴重影響物流效率和用戶(hù)體驗。
那么為什么純電貨車(chē)的續航無(wú)法等同于氫燃料物流車(chē)呢?因為在能量密度方面，儲能類(lèi)電池永遠都比不上氫燃料電池，這是化學(xué)體系決定的。阻礙儲能電池能量密度提升天花板最核心本質(zhì)的天花板在于電池將氧化劑和還原劑全都帶在了身上，而氫氣燃料電池的氧化劑是空氣中的氧氣，來(lái)自于大氣。這就是為什么，儲能電池將永遠是一種“低密度”的能量存儲方式，氫燃料電池基于電化學(xué)反應的效率理論可以做的更高，超過(guò)電池能量密度的100倍。
氫燃料電池商用車(chē)(含重卡、快遞物流車(chē)等重型車(chē)輛)因其能量密度的特性，是可以實(shí)現“加氫10分鐘，開(kāi)車(chē)4小時(shí)”，而且是現在就可以。
3.補能速度快
氫燃料電池車(chē)加注氫氣的過(guò)程非?？焖俦憬?，專(zhuān)用的加氫設備僅需3分鐘即可充滿(mǎn)氫原料，相對于純電車(chē)超長(cháng)的充電等待時(shí)間而言，其優(yōu)勢是顯而易見(jiàn)的。
從補能效果來(lái)說(shuō)，直接灌注高壓氫氣比去實(shí)現高壓高電流充電容易多了。而且，即使電車(chē)的電池實(shí)現快沖，同樣無(wú)法擺脫化學(xué)儲能電池的基本化學(xué)特性以及電氣安全的基本局限性，在補能的效率上是無(wú)法等同于加氫。(這就好比，肌肉就是肌肉，骨骼就是骨骼，不因個(gè)體的努力而有革命性變化，這就是物理的極限)
4.路權優(yōu)勢
現行的交通管理制度對貨運汽車(chē)的限行、限號、限制進(jìn)城已經(jīng)成為常態(tài)，尤其是在一些霧霾嚴重的城市，對貨運汽車(chē)的限制已經(jīng)達到了全天不許通行的嚴苛地步。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副秘書(shū)長(cháng)，碳中和應用中心主任吳宏杰表示：未來(lái)新能源車(chē)輛將享有更高路權擁有更大的路權，在物流行業(yè)，擁有更大的路權，意味著(zhù)物流企業(yè)運輸的貨物有更好的時(shí)效性，將會(huì )獲得更大的收益?！?
對于快遞企業(yè)來(lái)說(shuō)，路權代表著(zhù)服務(wù)效率進(jìn)一步提升?？梢灶A見(jiàn)，在目前的國家引導下，針對氫燃料汽車(chē)的路權開(kāi)放將逐漸開(kāi)放，應用氫燃料汽車(chē)的快遞企業(yè)將具備更方便高效的物流配送體系。
5.氫氣成本后續可大幅降低
眾所周知，在目前碳達峰和碳中和的壓力下，一次能源發(fā)電的脫碳是所有工作的重中之重，而可再生電力的主力：風(fēng)電和光伏最大的問(wèn)題就是波動(dòng)性。采用蓄能電站的辦法可以改進(jìn)，但是依然會(huì )產(chǎn)生大量的棄風(fēng)棄光。
如果有一種能源可以充分的利用這些棄風(fēng)棄光，那么就可以實(shí)現可再生電力的充分應用，實(shí)現長(cháng)周期、大規模的儲存，做到季節性，長(cháng)周期的消峰填補。而這個(gè)事情，就盯上了電解水制綠氫。國家推動(dòng)開(kāi)發(fā)氫燃料電池的根本目的不是想要去消耗那些常規途徑的氫(灰氫)，而是希望未來(lái)使用以可再生電力為核心的更加豐富的交通運輸系統。
可以說(shuō)，氫能與可再生能源會(huì )是非常好的黃金搭檔，可再生能源有望成為綠氫的主要來(lái)源。一旦可再生能源產(chǎn)生綠氫的供給方式成熟，作為燃料的氫氣成本將大幅度降低。
6.響應國家政策
中國能源安全的緊迫性以及雙碳的目標下，注定我國必須要搞新能源。
2020年9月22日，習近平總書(shū)記在聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論上向全世界宣布了我國2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。在踐行“雙碳”理念的過(guò)程中，發(fā)展氫能及相關(guān)產(chǎn)業(yè)、技術(shù)被多次提及。在2021年9月22日，在中央碳達峰、碳中和“1+n”政策體系中首個(gè)頂層設計文件《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(jiàn)》，著(zhù)重提到了“統籌推進(jìn)氫能‘制儲輸用’全鏈條發(fā)展”，“推動(dòng)加氫站建設”，“推進(jìn)可再生能源制氫等低碳前沿技術(shù)攻關(guān)”，“加強氫能生產(chǎn)、儲存、應用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規?；瘧谩钡葰淠茉串a(chǎn)業(yè)的重要舉措。與此同時(shí)，各地政府也將氫能領(lǐng)域作為實(shí)現“雙碳”目標的重要抓手。
在政策方面，政府對燃料電池的支持力度越來(lái)越大。政府對于燃料電池的補貼額度是新能源里最高的。在2021年底，新的補貼政策從寬松走向精準，雖然增加了很多約束條件，但補貼政策更加強調有效性，精準的補貼資源，將用在關(guān)鍵環(huán)節的突破上。
作為快遞物流行業(yè)的從業(yè)者，對政策之于一個(gè)行業(yè)的發(fā)展是有很大的體會(huì )。因為快遞行業(yè)誕生多年，正是自2009年郵政法修訂以來(lái)，從中央到地方，紛紛給予快遞業(yè)發(fā)展政策支持，快遞才真正融入我國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展，融入百姓消費。
現如今，國家對于氫能源應用的政策信號已愈加明顯，響應國家的戰略規劃，緊跟國家政策支持下，發(fā)展新能源氫燃料汽車(chē)的更替以及應用于快遞物流場(chǎng)景，將是未來(lái)大勢所趨，也是順勢而為。
此外，快遞物流行業(yè)使用氫燃料電池汽車(chē)可享受購置和運營(yíng)補貼，全生命周期內成本預計可節省30%以上。
7.可以助推快遞企業(yè)發(fā)展冷鏈
目前在南方，冷鏈冷藏車(chē)用純電動(dòng)車(chē)來(lái)運營(yíng)不合適，當前電池能力很難滿(mǎn)足南方冷鏈續航。所以冷鏈車(chē)也可以用氫燃料電池車(chē)去替換，并且氫燃料電池本身具有低溫性能優(yōu)越，可實(shí)現-30℃低溫啟動(dòng)，-40℃低溫儲存?？梢哉f(shuō)，氫燃料汽車(chē)在冷鏈領(lǐng)域的應用會(huì )有顯著(zhù)的商業(yè)化效果。
快遞企業(yè)先天擁有發(fā)展冷鏈物流的一些優(yōu)勢，如擁有深入農產(chǎn)品源產(chǎn)地到連接消費者的物流渠道，有較快的流通速度，也有一定生鮮產(chǎn)品寄遞的經(jīng)驗。在可以預見(jiàn)的未來(lái)，快遞企業(yè)的產(chǎn)品升級勢必會(huì )衍生至規?；睦滏湗I(yè)務(wù)，而作為快遞新生的冷鏈業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)，末端配送能力和質(zhì)量將是檢驗快遞企業(yè)冷鏈能力的重要指標，加大對末端冷藏車(chē)的投放是必然趨勢，故在購置冷藏車(chē)的過(guò)程中提前考慮氫燃料汽車(chē)會(huì )是當下不錯的選擇。
8.無(wú)噪音更舒適
相較于傳統燃油車(chē)，氫燃料電池車(chē)采用電機驅動(dòng)車(chē)輛，在駕駛中無(wú)需頻繁換擋，達到了乘用車(chē)的駕駛感受，車(chē)噪也較燃油車(chē)更好，在駕駛舒適性上有了大幅度提升。對于快遞物流行業(yè)來(lái)說(shuō)，貨車(chē)司機往往的大部分時(shí)間都花在駕駛上，車(chē)輛更好的舒適性可以保障駕駛的安全以及提升司機的滿(mǎn)意度。
03、氫燃料汽車(chē)未來(lái)發(fā)展需要面對的挑戰
1.加氫站建設
從當前全國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，我國已建成或在運營(yíng)的加氫站主要集中在廣東、上海、江蘇、湖北、遼寧五個(gè)省份地區。加氫站數量少、加氫能力不足已經(jīng)成為制約氫燃料電池汽車(chē)商業(yè)化推廣的重要因素。加氫站等基礎設施在審批及運營(yíng)管理等環(huán)節缺乏總體設計和政策支持，建設進(jìn)展緩慢，影響了燃料電池汽車(chē)的推廣應用加氫站建設。
目前電動(dòng)車(chē)行業(yè)關(guān)于電池的調研中發(fā)現，事實(shí)上盡管所有用戶(hù)都有里程焦慮，但是根本原因卻不是續航里程，而是無(wú)法便捷的完成充電，從而對續航里程產(chǎn)生了焦慮。對于燃油車(chē)而言，在現實(shí)生活中，車(chē)子油箱開(kāi)到紅線(xiàn)報警才加油的大有人在。但他們往往不會(huì )有焦慮，主要原因是傳統加油站的網(wǎng)絡(luò )足夠密集且加油足夠便捷。
目前加氫的便捷效率甚至超過(guò)加油，但是其加氫站的網(wǎng)絡(luò )建設遠遠滿(mǎn)足不了常態(tài)化商業(yè)運作?？蛻?hù)買(mǎi)了燃料電池汽車(chē)很有可能找不到地方加氫，使用非常不方便。
不過(guò)好消息是，氫燃料物流車(chē)的使用環(huán)境降低了加氫站覆蓋的難度。不同于乘用車(chē)，氫燃料物流車(chē)的日常行駛路線(xiàn)基本十分固定，要么行駛在國道和高速公路上，要么就停在各個(gè)城市的快遞物流轉運中心。未來(lái)的加氫站建設沿著(zhù)國道、高速、快遞物流轉運中心陸續建設，就基本符合氫燃料物流車(chē)的日常使用路線(xiàn)。
2.氫氣成本
氫氣的成本對氫燃料應用成本下降的貢獻起著(zhù)決定性的作用。目前氫氣的售價(jià)約60-70元/kg。當前難點(diǎn)應重點(diǎn)發(fā)展并應用碳捕獲與封存技術(shù)，大規模綠色制氫技術(shù)以及高溫固體氧化物電解水制氫技術(shù)。
若氫氣相關(guān)難點(diǎn)得以解決，并且大規模應用，量變必然引起質(zhì)變。根據氫燃料電池白皮書(shū)預測，2050年平均制氫成本將不高于10元/kg，這個(gè)價(jià)格是適用于商業(yè)化常態(tài)化運作的。
3.燃料電車(chē)成本
氫燃料電池中需要大量的鉑，電堆的成本極高，并且電極在電堆成本中占比高達70%。目前氫燃料電池技術(shù)不夠成熟，還在摸索迭代中，導致成本居高不下，若是沒(méi)有政府補貼，單車(chē)售價(jià)遠高于柴油車(chē)。燃料電池系統和儲氫系統占整車(chē)成本的65%以上，遠高于電池占純電汽車(chē)的40%。
從燃料電池整車(chē)成本構成來(lái)看，燃料電池系統和儲氫系統占比較高。目前燃料電池系統和儲氫系統占據整車(chē)成本的65%，大幅高于鋰離子純電動(dòng)汽車(chē)的電池成本占比(約40%)。其中燃料電堆、空氣供給系統、氫氣供給系統、增濕換熱、控制系統、儲氫系統等占比分別為30%、7%、3%、5%、5%和14%。電堆成本和儲氫系統占比最高。其成本下降對燃料電池整車(chē)降本具有至關(guān)重要的作用。
燃料電池系統和儲氫系統在未來(lái)具有極大的成本下降空間。根據中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )報告顯示，隨著(zhù)燃料電池車(chē)應用范圍的擴大，核心零部件和系統價(jià)格規模效應會(huì )逐步顯現。
4.物流商業(yè)運營(yíng)
我國擁有全球最大的快遞流通。2021年，快遞企業(yè)支撐了中國超1000億的包裹流通，日均快件處理量近3億件，連續8年穩居世界第一。
但物流運輸行業(yè)是高度成本驅動(dòng)的。氫燃料物流車(chē)作為生產(chǎn)資料，是以市場(chǎng)為導向，氫燃料物流車(chē)推廣過(guò)程中面臨誰(shuí)買(mǎi)單的問(wèn)題，因為政府補貼都是滯后的，需要市場(chǎng)主體提前墊資，而民間資本都比較薄弱，還會(huì )充分論證其作為生產(chǎn)資料的投資產(chǎn)出穩定性，這對當前脆弱的氫燃料汽車(chē)生態(tài)都是很大的挑戰。這個(gè)矛盾掣肘當前氫燃料汽車(chē)發(fā)展。
可以說(shuō)，目前仍然在期待更好的應用突破以及可大面積推廣的商業(yè)模式。但行業(yè)內已經(jīng)在快遞物流中轉、冷鏈運輸、港口碼頭等領(lǐng)域有一定成效的探索，這是值得期待的。
5.技術(shù)難點(diǎn)
表面上看，氫燃料車(chē)商業(yè)化成本過(guò)高，但歸根到底是缺少產(chǎn)品技術(shù)的突破。比如基礎材料，催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、高強度碳纖維、安全閥、加氫站離子壓縮機，其中很多材料還需要進(jìn)口，更別說(shuō)規?；?。因此，當務(wù)之急就是產(chǎn)業(yè)鏈上下游要協(xié)力攻關(guān)，突破產(chǎn)業(yè)化“卡脖子”的技術(shù)難題。同時(shí)，氫安全技術(shù)也很重要，消費者及群眾對此尤其關(guān)注。相信在創(chuàng )新引領(lǐng)、自立自強的前提下，很快可以實(shí)現氫燃料車(chē)商業(yè)化的新突破。
6.人才隊伍
中國龐大的工業(yè)實(shí)力和消費基礎為氫能發(fā)展提供了規模優(yōu)勢。但隨之而來(lái)的是人力資源需求的滯后，中國目前沒(méi)有足夠的燃料電池專(zhuān)家，也很少有大學(xué)提供相關(guān)課程。加氫站的維護、運營(yíng)、氫燃料電池技術(shù)的安裝和運行均需要高度先進(jìn)的基礎設施和熟練的技術(shù)人員。氫能專(zhuān)業(yè)人才的欠缺，會(huì )阻礙我國氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
下一個(gè)時(shí)代之間的競爭，是產(chǎn)業(yè)升級的競爭，更是優(yōu)質(zhì)人才的競爭。為此，要推進(jìn)氫能高質(zhì)量發(fā)展和職業(yè)技能培訓深度融合，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng )新鏈與培訓鏈有效銜接，完善技能人才培養、使用、評價(jià)、激勵機制，讓產(chǎn)業(yè)與人才彼此成就，共謀發(fā)展。
04、結束語(yǔ)
雖然目前我國氫能源產(chǎn)業(yè)規劃的頂層設計尚未公布，但根據各省份已經(jīng)公布的氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃、路線(xiàn)圖，可以研判，在短期內，應用端發(fā)力會(huì )是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心，而快遞物流企業(yè)將是國家氫能戰略板塊下的重點(diǎn)應用對象。
雖然產(chǎn)業(yè)轉換和升級是解決快遞燃油危機以及碳排的根本之策，但我們也應該看到，技術(shù)的發(fā)展和成熟是循序漸進(jìn)的，各個(gè)環(huán)節的打通也需要時(shí)日，這是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程。而在此之前，優(yōu)先對快遞物流上下游企業(yè)以及公眾進(jìn)行綠色快遞意識普及尤為重要，故本文展開(kāi)了快遞物流氫燃料汽車(chē)的分析。
當今世界百年大變局，我們已經(jīng)站在了改革的偉大轉折點(diǎn)。氫能源是一個(gè)挑戰，更是一個(gè)戰略機會(huì )，而這個(gè)機會(huì )已經(jīng)出現在我們面前。
現在的我們比任何時(shí)候都更堅信，我們走在大路上，意氣風(fēng)發(fā)斗志昂揚。也比任何時(shí)候都更堅定，披荊斬棘奔向前方。相信很快就能看到改革的成果。相信在推進(jìn)的過(guò)程中，會(huì )涌現一堆偉大的公司。為能生在這樣的祖國感到安全和幸福!
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