新能源是工程機械當下最具想象力的賽道之一。
在“雙碳”戰略下,鋼廠、電廠、港口、物流、環衛、市政等領域快速推進應用新能源重卡。而在政策和市場預期驅動雙重導向下,電動裝載機和電動攪拌車的市場需求開始逐漸釋放。
據中國工程機械工業協會統計,2022年1-5月裝載機共計銷售53823臺。其中,銷售電動裝載機(5噸)354臺,5月單月銷售90臺。銷售電動攪拌車500臺左右,增長態勢超過裝載機。與此同時,電動叉車、電動起重機、電動泵車等新能源工程機械也開始步入用戶的視野,在市場上展露頭角。
自上而下政令頻出,“雙碳 ”之下,攸關電動化轉型的被動或主動的需求逐漸釋放,技術升級和產品更新來得似乎比預期更快。
作為高端裝備制造企業,中聯重科秉持可持續發展理念,積極貫徹“雙碳”戰略,以雄厚的研發資源和前瞻的技術,引領行業綠色發展。以新能源、新材料、新技術為驅動,打造低碳、低排、高效、節能、安全的綠色產品。截至去年年底,中聯重科已累計發布了50多款新能源產品,產品類型覆蓋混凝土泵車、混凝土攪拌車、汽車起重機、高空作業平臺、挖掘機、礦卡、叉車、應急車輛、農業機械、重型底盤等領域,動力包括純電動、混合動力、氫燃料多種組合,全系列新能源化產品基本形成。
柳工對新能源裝載機相關領域的研發還在持續加碼,在2021年度柳工業績說明會上公開的“2022年及2023年重點研發方向”中,電動化優先于智能化、數字化,排在柳工研發方向的第一位。除了正在進行的集電池、電機和整機控制于一體的、集成控制器的技術突破,產品譜系也日趨完善。柳工預測,電動裝載機的產品型號將實現小、中、大型機全面覆蓋,5、6、7噸型號的電動裝載機將成為市場主流。
“電動化是未來的廣闊藍海,而且工程機械和車輛的電動化發展速度超乎想象、越來越快,會比乘用車來得更快。”三一重工董事長向文波表示,面向未來,三一將堅定不移地推進產品電動化,持續領跑行業新賽道。
徐工則瞄準更高目標,確立了以純電動車、混合動力、燃料電池為“三縱”,以多能源動力總成控制系統、驅動電機和動力電池為“三橫”的“三縱三橫”布局。通過合作、合資、并購、參股等方式廣交“朋友圈”,與國家電投等達成合作,加快布局換電裝備、氫燃料重卡等上下游產業鏈,形成具有新能源特點的高端平臺,通過更創新的合作方式,打造共贏生態,打造徐工良性可持續發展的新能源生態鏈。
電動化作為工程機械行業的發展趨勢之一,成為近年來各方關注的焦點,但當前工程機械電動化仍存在續航、補能、配套體系的痛點。“當務之急必須讓客戶(尤其是普通用戶群體)切實感受并體驗到電動化產品帶來的性能上的根本改變和價值上的提升,而不是為了環保要求被動地選擇電動化產品。”行業專家坦言。
從電動化工程機械續航能力來看,目前已經上市的大部分電動設備作業時長約5-6小時,而實際工程機械設備每天作業時間約12個小時,電動設備仍需每天利用午休時間沖電1次才可實現設備全天作業。
在充電模式上,目前大部分電動工程機械支持工業用電、民用電、汽車充電樁充電,多種充電模式滿足不同場景下的電動設備作業需要,但實際作業過程中,午休時間多臺電動設備同時充電對施工現場的電壓有一定要求。
充電效率上,目前電動設備正常充電至少需要4-6小時,雖然當前大部分電動設備支持直流快電和交流快電,充電時長約1-2小時,但快速充電時長遠長于傳統燃油設備加油時長。
研究表明,如果一直使用快速充電樁對動力電池充電電池使用壽命會縮減70%左右,在實際使用過程中,為滿足施工進度需要工程機械電動設備利用午休時間進行充電,使用快速充電的情況頻繁發生,也將影響電池壽命。
在電動工程機械配套設施和服務方面,隨著電動工程機械設備的研發問世快速推廣,包括主機廠、電力方案提供商以及配套服務企業都在提供配套的電池資產管理、電池運營、充電樁運營服務,擴展出工程機械領域業務。但目前電動工程機械配套設施仍屬于短缺狀態,也加劇用戶的里程焦慮,配套服務的短缺影響用戶的購機意愿。
此外,目前工程機械的主要補能方式是充電,只有部分重卡車輛能支持換電,工程機械換電模式全面落地顯得尤為迫切。采用車電分離方式,用戶只需要購買車體部分,電池則從租賃站租賃使用。好處是降低了用戶的初始購買成本,用戶只需要花燃油車的成本便可以購買電動車。不利之處是換電車的使用成本要高于充電車的使用成本但遠低于燃油車的使用成本。
相對于新能源乘用車而言,電動工程機械設備初始購買價格更高,換電模式能分擔用戶的初始設備購買壓力,但是設備多樣性帶來的設備結構差異,對換電站設計提出挑戰,換電站在設計過程中需要兼顧到復雜的電池性能差異。相信隨著未來越來越多資本的投入和市場的培育,工程機械電動化配套環節會涌現更多專業服務配套供應商。
那么,電動工程機械綜合使用成本能否平衡初始購機成本呢?
無論是電動裝載機或是電動攪拌車,初始購機價格均在燃油版價格2倍以上。以裝載機為例,一臺燃油裝載機價格約35萬元,一臺純電動裝載機價格約80萬元。工作1小時的油耗約16升柴油;工作1小時耗電約40度電。按柴油9元每升,電0.6元每度,每天工作10小時,燃油裝載機和純電動裝載機每天的能源成本分別為1440元、240元。若全年運營330天計算,燃油裝載機年比純電動裝載機多花費39萬元的能源成本,此外加上維修保養等費用,純電動裝載機比燃油裝載機每年可節約運營成本40萬元以上,綜合來看,純電動裝載機與燃油裝載機購車差價回收周期約1.5年。
對于在城市道路上運營的攪拌車而言,還有一項電動化必須考量的因素——車身重量。輕量化是攪拌車行業的發展趨勢,在國家嚴禁超載超限的情形下,合規運營成為時代主題。相比燃油車,純電動車輛的電池肯定要占據一定的空間和重量,這相當于變相增加了底盤的重量3噸以上,減少了罐體的容積,降低了用戶的盈利水平。
新事物的發展過程都不是一帆風順的,在新能源工程機械剛嶄露頭角之時,先行者都要面臨許多挑戰,而只有在披荊斬棘后,才能取得突破性發展。
工程機械電動化趨勢已經成為行業共識,身處時代變局,助力實現碳達峰、碳中和目標,既是時代賦予中國工程機械企業的使命,也是像行業引領者應當擔起的責任。相信新能源產品定會取得新的突破,助推產業加速駛入發展快車道。