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氢能叉车

上架时间: 2023-11-25 21:59:10 |   作者: hth娱乐平台
产品详情

  叉车,属于非道路工业车辆,在为托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输以及重型搬运中被普遍的使用。之所以叫叉车,是因为车前往往有两条叉腿,用来抬起装在托盘上的货物。对工厂和仓库来说,叉车是刚需,其应用几乎持续了一整个制造业大发展时代。

  从2009-2019的十年中,中国以快于全球的增速,已成为最大的叉车消费市场。以过去数十年的发展来看,叉车的销售与制造业曲线类似,每出现一次探底,随后就会迎来2-3年的景气周期。浙商证券研究显示,国内叉车的销量在2019年出现新一次波谷,按规律发展,2020-2023将是持续放量的三年。

  氢能叉车作为现代物料搬运的高效生产力输出工具,具有零碳、清洁、高强度连续作业的能力,同时其兼具燃油叉车和电瓶叉车的双重优势,具备加氢快、耐低温、运行稳、高功率密度和长寿命五大性能优势,市场的推广潜力和应用前景巨大。

  海外燃料电池叉车实现上万台推广,具备商业化使用基础。燃料电池叉车基础设施配套要求低,集约化利用程度高、规模化速度快。以美国为例,当前美国燃料电池叉车保有量已接近5万台,预计2030年将实现30万台的保有量。企业方面,美国氢能有突出贡献的公司Plug Power聚焦燃料电池物料搬运领域应用,主要生产和销售燃料电池叉车,2021年营收达到32.03亿美元,其全球市场占有率达95%,在全球已部署超3.2万台燃料电池叉车,累计运行里程超过10亿英里,时长达3亿小时。燃料电池叉车已在国外通过技术、产品、安全和市场等方面的验证。

  随着国家发改委发布氢能产业中长期发展规划,首次明确氢能在工业领域的多元化应用,发展工业车辆领域成为契合国家氢能产业的战略发展趋势,配套燃料电池叉车的撬装式加氢机便于拆卸,利于实现批量推广,北京大兴、上海、佛山、天津等地方政府也陆续出台氢能叉车的补贴政策。

  叉车根据动力源可分为内燃和电动叉车,以传统化石燃料作为能源驱动的内燃叉车排放尾气中存在的一氧化碳、碳氢化合物等是环境主要污染物排放源之一,随着排放标准的升级,节能环保的电动叉车将迎来新的高速增长期,2015-2022年电动叉车销量占比由36%逐年递增至突破64%,但对比欧洲87%的电动化叉车占比,同时考虑到国内存量的叉车规模,叉车仍有较大的电动化发展空间。2022年12月1日实施的国四标准将进一步加速推动叉车的电动化转型。

  铅酸电池目前仍是电动叉车最主要的动力来源,然而其存在的某些问题使电动叉车的性能无法完全满足叉车的使用上的要求。具体而言:

  充电时间比较久:铅酸电池叉车充电时间长达8小时,锂电叉车有所改善,但充电时间仍长达两小时,对运输效率影响极大,若采用备用电池,则购置成本将大幅上升;

  低温环境性能直线下降:电池性能受到低温环境影响,因此纯电动叉车在冷链仓库和北方地区冬季等场景下运营受到限制;

  低电量时性能直线下降:电池的电量的降低将减慢叉车工作速度,并降低生产效率。多个方面数据显示,纯电动叉车工作4小时后,再继续工作4小时的情况下,速度平均将下降14%左右;

  不适合大吨位场景使用:目前纯电动叉车集中在中小吨位环节,受输出功率密度限制,在中大型运输对内燃叉车的替代能力有限;

  加氢快:加氢仅需几分钟,配套一个氢气供应站和一把加氢枪,能满足仓储物流中心24小时的运转,在仓储物流、港口码头等场景更具优势,解决了纯电动叉车的效率问题;

  运行稳:维持恒功率输出,性能与速度不受电量和氢气余量影响,保持稳定运行来提升效率;

  高功率密度:燃料电池的功率密度相较锂电池和铅酸电池更高,适合大吨位场景应用,可在中大型运输环节实现其对内燃叉车的替代;

  燃料电池叉车全生命周期成本优于纯电动叉车,替代空间广阔。全生命周期成本测算分为购置和运营阶段。测算根据结果得出,燃料电池和电动叉车TCO分别为47.8/50.9万元,燃料电池叉车现阶段已具备成本优势。随着终端的放量和技术的成熟,氢气和系统价格将逐步降低,从而扩大成本优势,加速推动燃料电池叉车市场化进程。

  叉车的全生命周期成本测算分为购置成本和经营成本两大板块,假设叉车常规使用的寿命均为10年,一年工作300天,每天工作时长为20小时,纯电动叉车配置锂电池,并以3t叉车为例进行测算。

  燃料电池叉车:燃料电池叉车落地价约为25万元,其中基础车架17万元,考虑到目前暂未实现规模化生产,随着未来燃料电池叉车的放量,预计成本将逐步下降。燃料电池系统4万元,对应配套10kW、单价4元/W的系统,占据超15%的总购置成本,在燃料电池系统不断降本的趋势下,购置成本将拥有进一步的下降空间。同时配置12 kWh锂电池,可在纯电动叉车基础上更换电池组以此来降低购置成本,其更换周期长且费用低,为1.8万元。补贴方面,力度最大的是天津港保税区发布《关于扶持氢能产业高质量发展若干政策》,提出给予氢燃料电池叉车7000元/千瓦的购置补贴,其次是北京市大兴区发布的《大兴区促进氢能产业发展暂行办法(2022年修订版)》,对企业在燃料电池汽车示范城市群示范期内年度购买的燃料电池叉车分别按照购车金额的10%给予资金支持。此处补贴取购置金额的10%进行测算,对应约2.18万元。燃料电池叉车实际购置成本为22.6万元。

  纯电动叉车:纯电动叉车落地价为15.7万元,其中基础车架9 万元,考虑到纯电动叉车运行效率低于燃料电池叉车,实现同等运行条件下,配套的锂电池组功率应更大,此处配套25 kWh锂电池组以及对应的换电设备,价格分别为3.75万元和1.5万元。纯电动叉车实际购置成本为15.7万元。

  燃料电池叉车:能耗费用方面,目前国内燃料电池叉车多在港口使用,氢气基本处于自产自用的模式,运费低且通常使用小型撬装式加氢装置,建设费用远低于汽车用大型加氢站,因此对应氢气终端价格将大幅度降低,考虑制、储运、加各环节,氢气最终售价取20元/kg。参考叉车实际运营情况和15 kWh/kg的氢气热值,叉车每小时耗氢量为0.2 kg/h,年能耗费用为2.4万元。维保费用方面,包括人工费和材料费,每年为0.12万元。

  纯电动叉车:能耗费用方面,参考实际运营情况,叉车每小时耗电量为7.5 kWh ,电价取0.5元/kWh,年能耗费用为2.25万元,同时考虑到运营阶段需更换锂电池,其常规使用的寿命通常为3年,对应全生命周期内电池组更换成本为11.25万元,对应年均成本为1.13万元。维保费用方面,每年为0.15万元。

  经测算,燃料电池叉车和电动叉车TCO分别为47.8万元和50.9万元,现阶段燃料电池叉车已实现价格上的优势,未来随着终端的放量和技术的成熟,氢气和系统价格将逐步降低,从而扩大成本优势,加速推动燃料电池叉车市场化进程。

  根据中国工程机械工业协会工业车辆分会数据,国内叉车保有量约为300万辆,受益于生产需求回升和物流仓储业的发展,国内叉车2022年销量达到104.8万辆。燃料电池叉车凭借更优性能和更低成本成为升级需求的主流方向,预计2022-2025年燃料电池叉车累计销量近5.3万台,对应累计市场空间有望达到100亿规模,年复合增长率接近33%。

  叉车销量假设:随着国内生产需求回升和物流仓储业发展,我国叉车市场将持续增长,结合国内制造业GDP增速和过往叉车销量增速,预计2022-2025年叉车销量增速平均维持在16%。

  燃料电池叉车渗透率假设:当前国内叉车保有量约350万台,其中每年新增叉车中,纯电动叉车占将近一半。虽然国内叉车电动化比例比较高,但替换的大多是排放较小的叉车,污染大、油耗高的叉车很大一部分并没有被替代。凭借性能和成本优势,燃料电池叉车拥有广阔的发展空间。预计2022-2025年燃料电池叉车渗透率分别为0.4/0.7/0.9/1.1%。

  燃料电池系统成本假设:燃料电池叉车主要由燃料电池系统、车载供氢系统、动力电池、基础车架、电驱及电控等部件构成,其中系统是燃料电池的能量发生装置,成本占比低于5成,随着国产化技术的成熟以及放量,预计到2025年,系统成本将低于2.0元/W,系统成本的降低将逐步推动燃料电池叉车价格下降。

  交通领域燃料电池在叉车方面的性能和经济性优于同类纯电动车型,随着政策的推广、氢气价格的下行以及基础设施的完善,商业化推广空间潜力大,2022-2025年累计均可达成百亿市场规模。

  自2016年以来,Plug已帮助亚马逊部署了15,000多个叉车燃料电池,以更换70个配送中心的叉车中的电池。具体而言,亚马逊和Plug已与Plug达成协议,每年供应10,950吨液绿色氢气,为亚马逊的运营提供燃料。

  近日,由广东喜玛拉雅氢能科技有限公司与衡阳合力工业车辆有限公司联合开发的CPD型氢燃料电池叉车在粤港澳大湾区正式获得“身份标识” 完成上牌,也是中山市本地首成上牌的氢燃料电池工业车辆。其中氢燃料电池发动机系统采用了由喜玛拉雅自主开发、生产的15 KW氢燃料电池发电机系统和储氢瓶总成;以及控制管理系统、电机电组等部分组成。

  氢能叉车的规范管理和安全作业对生产的稳定性和安全性都起着至关重要的作用,随着日益扩大的市场应用,势必需要规范的引领和有效的管理,每一辆氢能叉车合规上牌代表着全产业链的进步和发展,也是重要的行业里程碑。同时,基于氢能叉车的牌照管理,能直接有效地了解氢能叉车的应用情况、市场情况及减碳的情况,为产业的发展奠定夯实的基础。

  5月23日-26日,新氢动力科技有限公司3.5吨双氢瓶燃料电池系统叉车及3.5吨可更换式固态金属储氢燃料电池叉车重磅亮相第七届中国国际氢能与燃料电池技术应用展览会。

  连续上班时间直接影响叉车的搬运效率。目前,国内氢能叉车单氢瓶配置为主,且作业场景主要为工业厂区。如加氢装备距离作业地点距离较远,叉车加氢往返距离和时间过长,会降低工作效率。因此,如何提升氢能叉车的连续上班时间,提高用户接受度成为一个核心问题。本次新氢动力发布的3.5吨双氢瓶燃料电池系统叉车,是与杭叉集团合作的新品车型,首次实现了“一车双瓶”的配置。在满足安全生产和相应管理规定的基础上,航时和工作性能倍率提升,可持续工作8~12小时。满足更多、更高要求的应用场景。

  新氢动力聚焦以工业车辆(场地内作业车辆)应用领域,投入市场的氢能叉车数百台,积累了丰富的产品经验和市场运营经验。

  此次大会,新氢动力联合有研工程技术研究院有限公司、杭叉集团发布3.5吨可更换式固态金属储氢模块叉车,可更换式固态储氢模块在叉车上的批量化应用,实现了从原有的只能“加氢”到也可“换能源模块”能源补给方式的创新,为客户提供了更加多元的用车解决方案,降低用户经营成本的同时,不受制于加氢问题,极大拓展了氢能叉车应用场景。此次推出的3.5吨可更换式固态金属储氢叉车,其储氢量可达1.7kg以上,常规环境下,可持续工作6~10小时,能源模块更换便捷,仅需三到五分钟,为用户所带来更安全、高效、便捷的使用体验。

  此外,新氢动力固态储氢叉车能够完全满足在低温度的环境下的应用,通过完善的热管理系统协同,循环利用燃料电池动力系统内部热量,提升固态储氢模块的稳定性和析氢效率。

  近年来,我国每年新增叉车数量都超过百万台,存量市场近万亿规模。增长空间可观,可同时容纳多名“玩家”同台竞技。据部分券商机构评估,未来两三年内将迎来我国氢能叉车的第一个快速增长期。但在氢能叉车推广中遇到的核心问题是叉车的连续工作时长以及氢气的安全供给方式。新氢动力双氢瓶系统和可更换式固态储氢系统的推出,无疑为这一核心问题提供了较为理想的解决方案。用户有个更多的能源补给方案可供选择,在提升工作效率和用车便捷性的同时,也为氢能叉车的应用场景拓展提供了更多助力。

  目前,新氢动力产品已在北京、天津、广东、河南、江苏等地区进行了推广应用。此次两款新品的发布,进一步提升氢能叉车实际应用的工作效率,为未来氢能叉车应用场景提供了新思路。

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