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首台氢燃料电池挖掘机亮相英国,工程机械零排放氢能时代来临

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。

日前,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。
这意味着挖掘机等工程机械将进入零排放的氢能时代。
JCB主席班福德(Lord Bamford)说:“随着我们向零碳世界迈进,第一台氢燃料挖掘机的开发非常令人兴奋。”JCB还发布了氢燃料电池挖掘机的视频。
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。
氢能应用已经逐渐呈现你追我赶的竞争态势。在汽车上日韩取得了领先,在挖掘机上则是英国抢得了第一。对比燃料电池汽车,国内在氢能工程机械方面的发展则显得相对滞后。


图1 JCB的氢能挖掘机 来源:JCB
JCB的零排放野心
JCB是国际知名的工程机械制造商。早在2015年,JCB对燃料电池企业ITM Power进行了战略投资,以490万美元认购了ITM9.1%的股份,成为当时ITM的大股东。
时任JCB主席的Anthony Bamford勋爵在当时的一份声明中说,公司“对氢技术的前景感到兴奋”,并指出JCB期待与ITM分享“我们在制造和工程方面的某些专业知识”。
这项全球首创的技术将使JCB能够在零碳方面引领行业。JCB对氢能挖掘机花费了两年时间进行设计,并对原型车进行了长达一年的测试。
JCB的继承人,班福德勋爵的儿子,乔·班福德(Jo Bramford)在评论这款氢能挖掘机时说:“我坚信氢是英国打造全球领先行业的最佳机会。该行业将为英国创造新的就业机会,减少排放并令引领全球发展。”
JCB的零排放野心不仅仅在工程机械领域。
乔·班福德(Jo Bamford)在英国氢工业中已经是一个众所周知的名字。在进入氢气行业之前,他在JCB工作了14年,成立了Ryse Hydrogen,并收购了北爱尔兰公交车巨头Wrightbus。2020年4月,乔·班福德宣布了一项在英国投放3000辆氢能公交车的计划。
“在接下来的几个月中,JCB将继续通过对原型机的进行测试来开发和完善该技术,我们将继续站在打造零碳未来的技术的最前沿。”


图2 班福德父子与氢能挖掘机 来源:JCB
国内氢能工程机械仍有待发展
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。在挖掘机领域,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3 国内挖掘机历年销量(单位:万台) 数据来源:工信部,氢云链
目前国内工程机械仍主要以传统内燃机作为动力源。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。
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4 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。
目前国际上的氢动力工程机械案例以叉车为主,推出氢动力叉车的厂商包括plug power、丰田等,其他品类的工程机械仍较少开发氢动力产品,仅有少量研究案例。
对比快速发展的氢燃料电池汽车产业,国内在氢能工程机械方面则略显缓慢,目前国内在氢能工程机械领域仍处于探索阶段。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。值得一提的是,徐工在6月推出了燃料电池重卡,可能意味着这家国内工程机械龙头企业有意向燃料电池领域进军,这将大大加快国内工程机械零排放的进程。
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。(转载自澎湃新闻·澎湃号·湃客)


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