能源焦慮正在全世界蔓延。3月18日，油價迎來"7輪連漲"，全國油價95號汽油進入"9元時代"，柴油進入"8元時代"，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，趕在漲價前夕加油站排隊加油的情況屢屢出現(xiàn)，甚至一度出現(xiàn)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，幾乎都將燃油價格上漲作為主要風險之一。由于快遞行業(yè)目前主流車尤其支線運輸，均以燃油車為主，而燃油費用占運費成本的30%左右，燃油費的上漲必定帶動整個運輸成本的上漲。2022年疫情又此起彼伏，燃油價格的不斷上漲更無疑是雪上加霜，進一步擠壓了本就不大的利潤空間，這給總部和數(shù)以萬計的網(wǎng)點成本管控帶來了新的挑戰(zhàn)。
面對市場的變化，快遞企業(yè)要邁入良性發(fā)展，及時進行資源的優(yōu)化整合，提高資源使用率，實現(xiàn)降本增效，讓企業(yè)更加健康地運行。并且對于未來，更需采用可持續(xù)性發(fā)展的眼光去思考，提早布局。因此，可以預(yù)見，僅從運輸成本考慮，油價的上漲會帶來兩方面積極影響。一是越來越多的燃油車司機可能改開新能源物流車;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。
本文將重點展開雙碳戰(zhàn)略下的氫能源氫燃料電池汽車進行初步分析，也許短期內(nèi)氫燃料汽車還不具備大規(guī)模推廣的條件，但這是一個長期的過程，是未來快遞物流車輛的一個轉(zhuǎn)型方向。因為如今地緣政治的緊張局勢、貿(mào)易保護主義的嚴峻，假設(shè)未來某天作為石油進口國的中國面臨著能源危機，勢必我們需要為汽車選擇一種替代能源來維持社會的正常運行，乘用車毫無疑問是選擇純電動，而快遞物流車則會更適合選擇燃料電池。與純電車相比，氫燃料車加注快、續(xù)航長、耐低溫;與燃油車相比，氫燃料車熱轉(zhuǎn)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低溫、重載、長途應(yīng)用場景的終極解決方案，非常適合應(yīng)用于載重大、距離長的支線快遞以及城際快遞物流環(huán)節(jié)。
01、氫燃料汽車的主要科普
氫燃料電池：指的是氫通過與氧的化學反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置。氫燃料電池車的驅(qū)動力來自于車上的電動機就像純電動車一樣，因此氫燃料電池車可以理解為一輛“自帶氫燃料發(fā)電機的電動車”。
燃料(氫氣)：氫氣的制取分為三種，“灰氫”是通過石化燃料制氫，“藍氫”在石化材料制氫的過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”，又稱電解水制氫。綠氫最大的問題是電力消耗大，如果使用風能、光伏等可再生能源發(fā)電，則可從源頭保障燃料電池汽車所用氫氣清潔無污染，是實現(xiàn)低碳環(huán)保的最佳路徑。
氫燃料電池汽車：低溫性能優(yōu)越，可實現(xiàn)-30℃低溫啟動，-40℃低溫儲存。氫燃料電池汽車具備還低排放、抗低溫、續(xù)航長等特點，被稱為“終極環(huán)保車”。在加氫時間方面，氫燃料電池車只需要10-15分鐘就能加滿，而鋰電池往往需要三個小時以上。
目前，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)公布的氫燃料物流車有12噸、20噸等配置，滿足市內(nèi)及城際間快遞物流、冷鏈物流應(yīng)用場景。氫燃料物流車能實現(xiàn)整車超長續(xù)航，車型滿載工況下具有優(yōu)良的動力性能，滿足客戶長途運輸或定制化冷鏈需求。
02、快遞行業(yè)應(yīng)用氫燃料汽車的優(yōu)勢與機會
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(yù)見的是，未來幾年對于碳排放量會有嚴格的政策要求。
快遞是公路運輸三大類的龍頭，快遞市場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題與我國當下正在不斷推進的“碳達峰”“碳中和”的國家戰(zhàn)略形成了巨大的沖突。
氫燃料汽車最大的好處就是完全的清潔燃料，沒有廢氣排出。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(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)、有效降低二氧化碳排放量，改善環(huán)境問題，助力“雙碳”目標的實現(xiàn)，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)，相信通過推廣氫燃料電池物流車，可逐步替換原有車隊中的高污染柴油車輛，有效減少碳足跡，實現(xiàn)“綠色”配送。
2.續(xù)航長，適用快遞中遠距離場景
對于快遞行業(yè)，時間就是金錢。2021年，快遞日均服務(wù)用戶近7億人次，重點地區(qū)間快遞服務(wù)全程時限縮短到58小時左右，為了服務(wù)好廣大消費者與線上零售服務(wù)商家，快遞對于時間的要求也因之更高。然而續(xù)航和充電等待時間都是目前純電貨車的硬傷。往往一次快遞支線運輸?shù)睦m(xù)航要求為600到800公里，目前純電貨車的續(xù)航能力，勢必中途需要充電1-2次，會嚴重影響物流效率和用戶體驗。
那么為什么純電貨車的續(xù)航無法等同于氫燃料物流車呢?因為在能量密度方面，儲能類電池永遠都比不上氫燃料電池，這是化學體系決定的。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反應(yīng)的效率理論可以做的更高，超過電池能量密度的100倍。
氫燃料電池商用車(含重卡、快遞物流車等重型車輛)因其能量密度的特性，是可以實現(xiàn)“加氫10分鐘，開車4小時”，而且是現(xiàn)在就可以。
3.補能速度快
氫燃料電池車加注氫氣的過程非常快速便捷，專用的加氫設(shè)備僅需3分鐘即可充滿氫原料，相對于純電車超長的充電等待時間而言，其優(yōu)勢是顯而易見的。
從補能效果來說，直接灌注高壓氫氣比去實現(xiàn)高壓高電流充電容易多了。而且，即使電車的電池實現(xiàn)快沖，同樣無法擺脫化學儲能電池的基本化學特性以及電氣安全的基本局限性，在補能的效率上是無法等同于加氫。(這就好比，肌肉就是肌肉，骨骼就是骨骼，不因個體的努力而有革命性變化，這就是物理的極限)
4.路權(quán)優(yōu)勢
現(xiàn)行的交通管理制度對貨運汽車的限行、限號、限制進城已經(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)展研究院副秘書長，碳中和應(yīng)用中心主任吳宏杰表示：未來新能源車輛將享有更高路權(quán)擁有更大的路權(quán)，在物流行業(yè)，擁有更大的路權(quán)，意味著物流企業(yè)運輸?shù)呢浳镉懈玫臅r效性，將會獲得更大的收益。”
對于快遞企業(yè)來說，路權(quán)代表著服務(wù)效率進一步提升。可以預(yù)見，在目前的國家引導下，針對氫燃料汽車的路權(quán)開放將逐漸開放，應(yīng)用氫燃料汽車的快遞企業(yè)將具備更方便高效的物流配送體系。
5.氫氣成本后續(xù)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：風電和光伏最大的問題就是波動性。采用蓄能電站的辦法可以改進，但是依然會產(chǎn)生大量的棄風棄光。
如果有一種能源可以充分的利用這些棄風棄光，那么就可以實現(xiàn)可再生電力的充分應(yīng)用，實現(xiàn)長周期、大規(guī)模的儲存，做到季節(jié)性，長周期的消峰填補。而這個事情，就盯上了電解水制綠氫。國家推動開發(fā)氫燃料電池的根本目的不是想要去消耗那些常規(guī)途徑的氫(灰氫)，而是希望未來使用以可再生電力為核心的更加豐富的交通運輸系統(tǒng)。
可以說，氫能與可再生能源會是非常好的黃金搭檔，可再生能源有望成為綠氫的主要來源。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(yīng)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，習近平總書記在聯(lián)合國大會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”政策體系中首個頂層設(shè)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》，著重提到了“統(tǒng)籌推進氫能‘制儲輸用’全鏈條發(fā)展”，“推動加氫站建設(shè)”，“推進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(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)模化應(yīng)用”等氫能源產(chǎn)業(yè)的重要舉措。與此同時，各地政府也將氫能領(lǐng)域作為實現(xiàn)“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(diào)有效性，精準的補貼資源，將用在關(guān)鍵環(huán)節(jié)的突破上。
作為快遞物流行業(yè)的從業(yè)者，對政策之于一個行業(yè)的發(fā)展是有很大的體會。因為快遞行業(yè)誕生多年，正是自2009年郵政法修訂以來，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經(jīng)濟發(fā)展，融入百姓消費。
現(xiàn)如今，國家對于氫能源應(yīng)用的政策信號已愈加明顯，響應(yīng)國家的戰(zhàn)略規(guī)劃，緊跟國家政策支持下，發(fā)展新能源氫燃料汽車的更替以及應(yīng)用于快遞物流場景，將是未來大勢所趨，也是順勢而為。
此外，快遞物流行業(yè)使用氫燃料電池汽車可享受購置和運營補貼，全生命周期內(nèi)成本預(yù)計可節(jié)省30%以上。
7.可以助推快遞企業(yè)發(fā)展冷鏈
目前在南方，冷鏈冷藏車用純電動車來運營不合適，當前電池能力很難滿足南方冷鏈續(xù)航。所以冷鏈車也可以用氫燃料電池車去替換，并且氫燃料電池本身具有低溫性能優(yōu)越，可實現(xiàn)-30℃低溫啟動，-40℃低溫儲存。可以說，氫燃料汽車在冷鏈領(lǐng)域的應(yīng)用會有顯著的商業(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(nóng)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(yù)見的未來，快遞企業(yè)的產(chǎn)品升級勢必會衍生至規(guī)模化的冷鏈業(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，加大對末端冷藏車的投放是必然趨勢，故在購置冷藏車的過程中提前考慮氫燃料汽車會是當下不錯的選擇。
8.無噪音更舒適
相較于傳統(tǒng)燃油車，氫燃料電池車采用電機驅(qū)動車輛，在駕駛中無需頻繁換擋，達到了乘用車的駕駛感受，車噪也較燃油車更好，在駕駛舒適性上有了大幅度提升。對于快遞物流行業(yè)來說，貨車司機往往的大部分時間都花在駕駛上，車輛更好的舒適性可以保障駕駛的安全以及提升司機的滿意度。
03、氫燃料汽車未來發(fā)展需要面對的挑戰(zhàn)
1.加氫站建設(shè)
從當前全國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來看，我國已建成或在運營的加氫站主要集中在廣東、上海、江蘇、湖北、遼寧五個省份地區(qū)。加氫站數(shù)量少、加氫能力不足已經(jīng)成為制約氫燃料電池汽車商業(yè)化推廣的重要因素。加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施在審批及運營管理等環(huán)節(jié)缺乏總體設(shè)計和政策支持，建設(shè)進展緩慢，影響了燃料電池汽車的推廣應(yīng)用加氫站建設(shè)。
目前電動車行業(yè)關(guān)于電池的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，事實上盡管所有用戶都有里程焦慮，但是根本原因卻不是續(xù)航里程，而是無法便捷的完成充電，從而對續(xù)航里程產(chǎn)生了焦慮。對于燃油車而言，在現(xiàn)實生活中，車子油箱開到紅線報警才加油的大有人在。但他們往往不會有焦慮，主要原因是傳統(tǒng)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加油，但是其加氫站的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)遠遠滿足不了常態(tài)化商業(yè)運作。客戶買了燃料電池汽車很有可能找不到地方加氫，使用非常不方便。
不過好消息是，氫燃料物流車的使用環(huán)境降低了加氫站覆蓋的難度。不同于乘用車，氫燃料物流車的日常行駛路線基本十分固定，要么行駛在國道和高速公路上，要么就停在各個城市的快遞物流轉(zhuǎn)運中心。未來的加氫站建設(shè)沿著國道、高速、快遞物流轉(zhuǎn)運中心陸續(xù)建設(shè)，就基本符合氫燃料物流車的日常使用路線。
2.氫氣成本
氫氣的成本對氫燃料應(yīng)用成本下降的貢獻起著決定性的作用。目前氫氣的售價約60-70元/kg。當前難點應(yīng)重點發(fā)展并應(yīng)用碳捕獲與封存技術(shù)，大規(guī)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)難點得以解決，并且大規(guī)模應(yīng)用，量變必然引起質(zhì)變。根據(jù)氫燃料電池白皮書預(yù)測，2050年平均制氫成本將不高于10元/kg，這個價格是適用于商業(yè)化常態(tài)化運作的。
3.燃料電車成本
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，若是沒有政府補貼，單車售價遠高于柴油車。燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)占整車成本的65%以上，遠高于電池占純電汽車的40%。
從燃料電池整車成本構(gòu)成來看，燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)占比較高。目前燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)占據(jù)整車成本的65%，大幅高于鋰離子純電動汽車的電池成本占比(約40%)。其中燃料電堆、空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)、增濕換熱、控制系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)等占比分別為30%、7%、3%、5%、5%和14%。電堆成本和儲氫系統(tǒng)占比最高。其成本下降對燃料電池整車降本具有至關(guān)重要的作用。
燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)在未來具有極大的成本下降空間。根據(jù)中國電動汽車百人會報告顯示，隨著燃料電池車應(yīng)用范圍的擴大，核心零部件和系統(tǒng)價格規(guī)模效應(yīng)會逐步顯現(xiàn)。
4.物流商業(yè)運營
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(xù)8年穩(wěn)居世界第一。
但物流運輸行業(yè)是高度成本驅(qū)動的。氫燃料物流車作為生產(chǎn)資料，是以市場為導向，氫燃料物流車推廣過程中面臨誰買單的問題，因為政府補貼都是滯后的，需要市場主體提前墊資，而民間資本都比較薄弱，還會充分論證其作為生產(chǎn)資料的投資產(chǎn)出穩(wěn)定性，這對當前脆弱的氫燃料汽車生態(tài)都是很大的挑戰(zhàn)。這個矛盾掣肘當前氫燃料汽車發(fā)展。
可以說，目前仍然在期待更好的應(yīng)用突破以及可大面積推廣的商業(yè)模式。但行業(yè)內(nèi)已經(jīng)在快遞物流中轉(zhuǎn)、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
表面上看，氫燃料車商業(yè)化成本過高，但歸根到底是缺少產(chǎn)品技術(shù)的突破。比如基礎(chǔ)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口，更別說規(guī)模化。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，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，很快可以實現(xiàn)氫燃料車商業(yè)化的新突破。
6.人才隊伍
中國龐大的工業(yè)實力和消費基礎(chǔ)為氫能發(fā)展提供了規(guī)模優(yōu)勢。但隨之而來的是人力資源需求的滯后，中國目前沒有足夠的燃料電池專家，也很少有大學提供相關(guān)課程。加氫站的維護、運營、氫燃料電池技術(shù)的安裝和運行均需要高度先進的基礎(chǔ)設(shè)施和熟練的技術(shù)人員。氫能專業(yè)人才的欠缺，會阻礙我國氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
下一個時代之間的競爭，是產(chǎn)業(yè)升級的競爭，更是優(yōu)質(zhì)人才的競爭。為此，要推進氫能高質(zhì)量發(fā)展和職業(yè)技能培訓深度融合，促進氫能產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈與培訓鏈有效銜接，完善技能人才培養(yǎng)、使用、評價、激勵機制，讓產(chǎn)業(yè)與人才彼此成就，共謀發(fā)展。
04、結(jié)束語
雖然目前我國氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的頂層設(shè)計尚未公布，但根據(jù)各省份已經(jīng)公布的氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、路線圖，可以研判，在短期內(nèi)，應(yīng)用端發(fā)力會是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心，而快遞物流企業(yè)將是國家氫能戰(zhàn)略板塊下的重點應(yīng)用對象。
雖然產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)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(yīng)該看到，技術(shù)的發(fā)展和成熟是循序漸進的，各個環(huán)節(jié)的打通也需要時日，這是一個漫長的過程。而在此之前，優(yōu)先對快遞物流上下游企業(yè)以及公眾進行綠色快遞意識普及尤為重要，故本文展開了快遞物流氫燃料汽車的分析。
當今世界百年大變局，我們已經(jīng)站在了改革的偉大轉(zhuǎn)折點。氫能源是一個挑戰(zhàn)，更是一個戰(zhàn)略機會，而這個機會已經(jīng)出現(xiàn)在我們面前。
現(xiàn)在的我們比任何時候都更堅信，我們走在大路上，意氣風發(fā)斗志昂揚。也比任何時候都更堅定，披荊斬棘奔向前方。相信很快就能看到改革的成果。相信在推進的過程中，會涌現(xiàn)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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