我國道路貨運能源轉型技術路徑研究 -基于行業調研

我國道路貨運能源轉型:技術路徑研究——基于行業調研本出版物的全部或部分可以以任何形式復制，用于教育或非盈利目的，而無需有人的特別許可，但須注明來源。智慧貨運中心中國辦公室歡迎收到任何使用該本報告中所表達的觀點來自于智慧貨運中心及其工作人員、顧問和管理層，并智慧貨運中心董事會的立場。盡管智慧貨運中心已盡最大努力確保出版物中所包準確性，但不能保證其完整性或準確性，并且不對因使用該出版物而產生的任何殼牌中國與斯堪尼亞作為項目支持方之一，參與行業交流與觀點分享，的撰寫及結論形成。本報告內容由智慧貨運中心獨立編制，報告所載觀點及本報告由智慧貨運中心中國辦公室周宇飛、張瀚文撰寫。特此感謝王波勇、蘇家致力于減少貨運交通溫室氣體排放的國際非營利組織。智慧貨運中心的使命是作伙伴協作，量化環境影響、識別解決方案，并推廣物流脫物流貨運行業,助力實現智慧貨運中心的全球減碳目標。智慧貨運中心支持工業和政源重卡的應用。同時，基于可持續航空燃料在全球貨運航空減排中的重要作用，智慧慧貨運中心將在所有項目中建立系統性機制，全面跟蹤并評估潛在與已實現的減排成 5 5 9 14 15 18 21 23 26 27 29 344.1道路貨運能源轉型總體趨勢：多元、 34 35 38 39 41新能源重卡的發展受到多重因素的共同影響，包括關鍵技術的成熟度、整進以及經濟性的變化等。然而，在這些因素之上，國家能源戰略、能源稟賦及徑，在很大程度上構成了不同技術路線能夠展開的基礎條件與約束邊界。換言之，步與成本變化共同影響某一技術路徑的可行性與競爭力，而能源體系則通過供本水平及基礎設施條件，對其應用范圍、發展節奏及規?；瘽摿π纬蛇@一點在重型道路貨運領域尤為突出。一方面，不同能源類型的供給結構、徑的競爭力，而氫能的制備、儲運與加注體系則在很大程度上限定了氫燃料電池重卡用范圍。另一方面，國家能源政策及其演進方向，又從更宏觀層面引導各類能源及相礎設施的投資節奏與發展路徑，從而影響不同技術路線的中長期演進空源體系與政策導向出發，對其發展邏輯與結構變化進行系統梳理。本章將重點分技術路徑分析與經濟性測算提供統一的分析起點與約[1]。作為“十四五”時期能源領域的綱領性文件，該規劃在承接國民經濟和社會發展總體規劃的基礎上，對我國能源發展的階段性目標和實施路徑進行了系統部署。從《規劃》圍繞能源保障、結構轉型、能源效率、創新能力及服務水平等方面，明確了現代能源體系建設的主要方向。從具體內容來看，“十四五”能源政策首先強調能源供儲銷體系和應急保障機制，提高能源系統在復雜環境下的運行韌性。這一導向意味在此基礎上，能源結構轉型成為“十四五”時期的重點方向。規劃提出推動源比重提升、發展可再生能源，并通過電能替代等方式推進終端用能結構調整能源消費的電氣化水平。從發展路徑看，我國能源體系正在從以化石能源為主清潔能源占比提升、電力在終端用能中作用不斷增強的方向演進。這一轉型與此同時，《規劃》還強調能源利用效率的提升以及能源系統整體能力推動重點行業節能降碳、提升電力系統調節能力、加強跨區域能源輸送體系建間更多處于培育和探索階段，其大規模應用仍有賴于技術成熟度及基礎設施條件的《中華人民共和國能源法》出臺：能源治理體系的制度化與法治化推進在“十四五”規劃推動能源體系加快轉型的基礎上，我國能源治理在制度層完善。《中華人民共和國能源法》于2025年起施行[2]。作領性法律，能源法首次以法律形式系統規定國家能源發展的基本方針、重要制度與“十四五”時期以規劃引導為主的政策體系相比，能源法的出臺標志面建立了更加系統和統一的制度框架。例如，能源法通過確立能源規劃體系、能源發展目標約束、推動綠色能源消費機制以及構建新型電力系統相關從時間節點來看，“十四五”時期更多體現為能源轉型路徑的明在“十四五”能源轉型取得階段性進展的基礎上，我國能源發展進入新的階前公開信息來看，“十五五”時期的能源政策導向呈現出更加明確的前瞻性在發展路徑上，“十五五”延續并強化了能源安全與綠色轉型并重的基本邏現出在能源轉型過程中對安全性的高度重視；另一方面，通過提出非化石能源8《關于更高水平更高質量做好節能降碳工作的意見》[3]明確指出，“十五五”時期是實現碳達峰的決勝階段，并從產業、能源及重點領域等多個維度對節能降碳工作作出總體來看，相較于“十四五”時期以“構建現代能源體系”為核心任務，“十五五”間節點，強化能源發展在國家戰略中的地位；另一方面，通過在能源安全、在上述政策體系下，我國重型貨運領域的能源轉型呈現出一個較為清晰的特一方面，從“十四五”到“十五五”，能源政策持續強化終端用能低碳化及清潔能源發展的總體方向，使交通領域能源轉型被納入能源體系整體演進之這也是當前電動重卡在部分場景中快速發展的重但另一方面，能源政策同樣反復強調能源安全與系統運行能力，這意味著須在供給穩定、系統可承載的前提下推進。在這一約束下，不同能源形式在供給能力而更接近于在既定能源體系條件下，不同技術路徑逐步與具體應用場景相匹配一邏輯也為后續從技術與經濟性角度分析各類路徑的適用邊界提供了在上一節政策分析的基礎上，本節進一步從整體能源結構數據出發，觀察我系在“十四五”時期呈現出的實際變化，例如政策文件強調能源安全、結構轉型和理解電力這一二次能源背后的供給基礎。三組圖合起來可以說明：我國能源結構正變化，但這種變化并不是簡單的“化石能源退出、新能源替代”，而是在能源需求中，煤炭、石油、天然氣及一次電力消費均呈現增長趨勢。這意味著，我國當前的型并不是在能源需求收縮背景下推進的，而是在經濟增長、工業活動以及終端能源端能源消費體系中的作用正在增強。這意味著，我國能源結構正在從以煤炭為主導，向更加多元化的能源結構方向演進，不同能源形式之間的結構差距也在逐步縮不直接等同于非化石能源，其環境屬性仍取決于發電結構。因此，若要進一步理解仍在不斷擴大。在這一過程中，火力發電仍然占據發電結構中的主體位置，但當前趨勢來看，我國能源體系并未呈現出某一種能源對其他能源的快速替代，而在總能源需求持續增長背景下，不同能源形式的作用邊界正在發承擔重要的基礎保障功能。這意味著，以柴油為代表的傳統重卡路徑仍然具備較強現天然氣消費總量整體保持增長，但其在整體能源在整體能源結構中的地位并未像電力那樣出現明顯提升。這一特征也在一定程度來越強的能源體系支撐，其發展空間也有望隨著電力系統低碳化和電氣化水平提電力供給、高功率補能條件、電網穩定性以及充電基礎策推動與示范應用階段。由于氫能本身并非獨立的一次能源，其制取仍依賴煤炭、或電力等上游能源體系，因此其發展空間也高度依賴未來能源結構變化、制氫成本大規模應用仍有賴于能源體系進一步演進。氫能路徑則更加依賴能源體系上游際能源屬性和碳排放特征，會隨著電力結構或制氫來源變化而動態換言，不同技術路徑的發展，并不能僅從車輛層面理解，而需要放在整個演進過程中進行觀察。這也是為什么，在重型道路貨運領域，不同技術路徑的發僅是車輛技術之間的競爭，其背后更體現為不同能源體系條件之間的適在上一章中，報告主要從能源體系與政策導向角度分析了不同技術路徑景。能源結構變化決定了不同路徑的發展方向與外部邊界此，本章將進一步從技術層面出發，對不同技術路徑的關鍵技術特征及發展需要說明的是，不同技術路徑之間的差異，并不僅更體現在動力系統、儲能系統以及外部補能體系之間的綜合與此同時，不同運輸場景對于技術能力的要求并不相同。在短途、封輸場景下，由于運輸距離較短、運行路線相對固定、補能條件可控，部分新能能夠較好滿足運營需求，因此相關技術更容易率先實現規?；瘧谩６S著加、運營連續性要求提升以及補能靈活性要求增強，技術路徑之間的差異會被進一力，其決定不同技術路徑能否支撐大規模、連續性的實際運營總體來看，不同技術路徑之間的競爭，并不是單一技術指標的比較，力、動力效率、安全性及補能體系等多個維度在不同運輸場景中的綜合此，未來重卡能源轉型的結果，很可能并非某一種技術路徑對其他路徑的完全與乘用車相比，重型貨運車輛通常需要承擔長距離、高負荷、連續性要盡可能減少對車輛總重的占用。換言之，儲能系統本身越重，留給貨物的有效載質量能量密度實際上決定了不同技術路徑在續航能力、載重效率與補能頻率之間的統力效、高載重運輸長期在中長途運輸領域占據主導地位的重要原因之一。對于長距離、高時系統本身所占重量較低，因此車輛能夠在保持較長續航的同時維持較高載重效率。有限。因此，柴油重卡后續技術優化更多集中于發動機熱效率提升、燃燒系統優化輸中的競爭力，仍更多建立在燃料成本優勢以及油氣價差基礎之上，而并非儲續更多將圍繞發動機效率、燃氣利用率以及低溫儲運系統優化等來固態電池等技術路徑雖然被認為有望進一步提升能量密度，但距離液體燃料體這一差異也直接決定了當前電動重卡的發展特征。為了獲得更長續航能力往需要搭載更大容量、更高重量的電池系統。一方面，電池重量會直接壓縮間；另一方面，更大的電池往往也意味著更長補能前電動重卡更容易率先在港口、礦區、鋼廠及區域短駁等短途或封閉場景中而在中長途場景中，儲能系統能量密度不足所帶來的影響會被進效率下降以及充電時間延長等問題。這也是當前長途電動重卡仍普遍面臨續航、補力電池能量密度提升，并在此基礎上進一步兼顧補能效率、電池重量以及整車運營氫燃料電池路徑在理論質量能量密度方面具有明顯優勢。氫氣本身的理力，也是其被認為適用于長途、高強度運輸場景的重要原因之一。但在實際應用儲能系統并不僅僅是氫氣本身。由于氫氣體積能量密度較低，目前車載儲氫通常需35MPa或70MPa高壓儲氫系統，因此整套儲氫瓶、壓力控制及安全系統相比純電路徑，氫燃料電池重卡的一個重要優勢在于補能效率。加氫時短于大容量動力電池充電時間，因此其在理論上更容易兼顧長續航與運營連續性當前氫能路徑主要聚焦中長途、高時效運輸場景的重要原因之一。從未來發展方氫燃料電池路徑的重要技術演進方向主要包括儲氫系統輕量化、儲氫壓力提升、動車輛的能量比例。不同技術路徑由于動力系統原理不同，其能量在轉換過程中現在車輛全生命周期成本和能源利用效率上。因此，如果說質量能量密度更多柴油重卡采用內燃機驅動，其能量轉換過程需要經歷燃料燃燒、熱能釋動等多個環節，過程中存在較多熱損失和機械損耗。因此，柴油發動機雖然整體轉換效率受到熱機原理限制。目前較高水平的重型柴油發動機熱效率通常約為45%–轉換效率上并不占優。其當前在中長途運輸中的競爭力，更多來自高能量密度補能體系以及穩定運營能力，而不是動力系統效效率仍有一定提升空間，但整體來看已進入相對成熟階段，未來更多體現為漸進式優勢并不主要來自更高的能量轉換效率，而更多取決于天然氣價格、油氣價差、排同樣相對有限，后續優化方向主要集中在發動機燃燒效率提升、燃氣噴射控制、熱電動重卡采用電驅系統，其能量從電池輸出械能。相比內燃機路徑，電驅系統減少了燃燒和熱機轉換環節，因此能量轉換效電驅系統效率、降低電控和傳動損耗；但更重要的是與電池以及補能體系優化協同推進，使高轉換效率氫燃料電池重卡的動力系統與純電路徑存在一定相似性，兩者最終均由輛。不同之處在于，純電路徑中，動力電池儲存的化學能可直接通過電化學反能，并供給電機驅動車輛；而氫燃料電池路徑則需要先通過燃料電池系統將氫化為電能，再由電驅系統驅動車輛。因此，相較于純電路徑，氫能路徑增加了在能量轉換效率方面，燃料電池系統效率（氫氣化學能轉化為電能）當前燃料電池系統效率已達到較高水平，未來仍存系統集成優化、重載工況效率提升以及耐久性改善，而非出現類似動力電池能量其未來發展不僅取決于車端燃料電池技術，也與整個氫能供應體系的完善程度密柴油重卡由于發展時間較長，其燃料特性、動力系統以及整車安全體系期市場驗證。無論是在高溫、低溫、長距離連續運行，還是危險品運輸或特種車前仍然廣泛應用于高強度運輸場景的重要原氣通常需在約-162℃低溫條件下儲存，并通過高壓氣瓶進行車載運輸，因此于耐壓能力、密封性及碰撞防護要求較高。目前行業已形成較完善的儲氣瓶系，包括雙層真空絕熱結構、多重泄壓保護裝置以及耐高壓、耐高溫、跌落和碰車布置結構本身。例如，為提升續航能力而增加氣瓶數量后，“后背式”氣瓶布局縮駕駛室碰撞緩沖空間，因此部分企業開始采用“側置式”氣瓶布局，以兼顧續駛碰撞安全性。同時，隨著《燃氣汽車燃氣系統安裝對于電動重卡而言，其安全性問題主要集中于動力電池系統。由于動力量電能，在高溫、碰撞、過充、內部短路或熱管理失效情況下，可能引發熱時，重卡場景下車輛載重大、運行時間長、快充功率高，對電池系統熱管理管理系統（BMS）優化、液冷及熱管理系統強化，以及電如，部分新型電池系統已開始采用“不起火、不爆炸”為目標的電芯隔熱與熱包括電池本征安全提升、熱管理優化以及快充條件下的安全控制能氫燃料電池路徑的安全性則更多集中于儲氫和高壓系統。目前車載儲監測、自動切斷保護及碰撞防護設計等，以降低高壓儲氫系統風險。但由于卡整體仍處于產業發展早期階段，其大規模運營經驗及配套基礎設施安全體應用邊界。對于部分高可靠性、高風險運輸場景而言，在新技術路徑尚未形成充分運前述幾個維度主要聚焦于車輛本身技術能力，包括儲能系統、動力在于其能否支撐車輛持續、高頻、跨區域運營。因此，本節將重點從補能效率、補成熟度以及高功率補能條件等維度，對不同技術路徑進行比較柴油重卡目前仍是長途干線運輸中的主流技術路線，其核心優勢在于較短，基本接近傳統柴油車水平，因此對車輛周轉效率和運輸時效影響較純電動重卡當前在中短途、封閉場景以及固定線路運輸中已具備較強競爭長途干線場景下，其發展仍高度依賴補能效率與補能網絡的完善程度。1）充電電動重卡優勢在于車輛結構相對簡單、標準化程度較高，并能夠直接依托現有面，重卡動力電池容量較大，即使采用高功率快充，整體補能時間仍明顯長于油時間；另一方面，實際運營中的補能效率還如，目前部分高速沿線可供重卡直接使用的超充站數量仍然有限，部分場站受航”演進。近年來兆瓦級充電（MCS）已成為行業重點發展方向，部分企業瓦級超充產品。隨著電池快充性能提升以及液冷充電技術應用，未來長途重輛、充電設備與運營組織協同優化”。未來預約充電、2）相比充電模式，換電電動重卡最大的優勢在于能夠顯著縮短車輛停運時間，理論上區、鋼廠以及固定線路、高頻往返運輸場景中具有較強吸引力。但換電模式準化、站網布局及運營組織要求更高。不同車企在電池尺寸、接口及底盤結電池資產歸屬、電池壽命管理及站端儲能等復著電池標準化程度提升以及換電車型數量增加，未來換電網絡有望從單一企氫燃料電池重卡因具備補能時間短、理論續航能力強等特點，被認為在效率影響較小。然而，目前氫能路線仍面臨較高的不確定性。首先，加氫站建設成結合本研究前期專家訪談結果可以發現，盡管行業對于不同技術路徑未來性”仍是決定新能源重卡能否實現規?；茝V的核心因本優勢與柴油形成替代關系，其經濟性高度依賴油氣價格差。氫燃料電池重可視為當前討論經濟性空間最大的能源轉型方向。因此，在本研究中，將電在重型貨運領域，不同技術路徑的經濟性通常以總擁有成本（TCO）作量指標。然而，對于重卡運營而言，僅比較車輛購置、能源消耗和維護成本并不映實際運營決策邏輯。重卡本質上是一種生產工具，其價值不僅體現在降低運營在運輸場景的選擇上，本節聚焦于長途干線運輸，而未對短途或封閉場景展開。這一取舍主要基于已有實踐。在短途和封閉場景中，新能源重卡憑借較本和較高的運營穩定性，經濟性優勢已經得到較充分驗證。然而，在長途干織方式等因素將直接影響可運營時間和運輸能力，進而影響整體收入水平。需要說明的是，本節分析基于具體案例線路測算，因此其中涉及的油車輛通常不會長期固定運行于單一線路，而會根據貨源、調度及回程情況動態調整在長途運輸條件下影響不同技術路徑經濟性的核心案例中運輸路線沿線適用于重卡的補能設施仍相對有限，部分情況下車案例中柴油重卡與電動重卡均采用牽引車車型，并假設兩者承擔相同運能力與補能時間基于實際運營測試數據進行測算。相關油耗、電耗、電價、油價險成本以及金融成本高于柴油重卡，但其使用成本和維保成本則明顯更低卡成本優勢的主要來源是能源成本。這也是當前行業普遍認為電動重卡具成這一現象的核心原因并不是單純的電價或油價，而是補能效率對運輸組織方式的可運行時長；單月及全年可完成運輸趟數；車輛整體可用率等。因此，對于而言，經濟性的核心并不只是“省了多少錢”，而更在于“能否維持足夠高率”。相比柴油路徑，本案例中的電動重卡由于補能時間更長，在長距離運占用更多非運營時間。這意味著，在相同時間周期內，電動重卡能夠完成的于柴油重卡。換言之，長途運輸場景中的核心問題并不只是“省了多少錢”因為補能時間減少了可運營時間，并進一步影響這一問題在短途或封閉場景中通常不會被明顯放大。原因在于，短途運輸景實現較快推廣，但在長途干線運輸場景下，其大規模替代柴油重卡仍面臨較卡在能源成本上具備優勢，但如果補能時間帶來的運營效率損失無法被抵消，仍然難以成立。需要指出的是，該案例中車輛并未處于滿載運營狀態，因此電為進一步分析不同變量對電動重卡經濟性的影響，本研究基對影響電動重卡經濟性的幾個關鍵變量進行了敏感性分析，包括電價、油價以及與柴油重卡的單趟運輸時間比。其中，電價與油價直接影響車輛能源使用成本，輸時間比則反映了不同技術路徑在長途運輸場景下的綜合補能能力差異，其背后航能力、補能技術水平、補能網絡覆蓋情況以及補能設施布局等因素密依靠油價上漲推動長途純電重卡全面形成經濟性，現實中仍存在較大難度。這與此同時，該結果也說明，未來如果國際能源價格波動進一步加劇，的影響更加顯著。本案例中，柴油重卡單趟運輸時間約為30小時，而電動重卡約為56合經濟性開始逐漸接近柴油重卡。按照本案例測算，對應電動重卡單趟運輸時間純電重卡若要真正實現大規模經濟性突破，僅依靠低電價或高油價已難以形成響車輛周轉效率、運輸趟數以及收入能力，因此其對于綜合經濟性的影響，在前述能源結構、技術特征及經濟性分析基礎上，本章進一步結合行業專企業調研以及前期桌面研究，對中國重卡能源轉型的發展趨勢、不同技術路徑的演整體來看，中國道路貨運能源轉型并非單一路徑替代過程，而是在國家能源體等多種能源路徑正在共同參與道路貨運減碳進程；另一方面，不同技術路線的發僅取決于車輛本身，而是與能源體系、基礎設施網絡以及運輸組織能力之間的協4.1道路貨運能源轉型總體趨勢：多元、能源體系正逐步呈現出“多元、清潔與協同”的發展趨勢。相比傳統以柴油為能源體系，未來重卡能源轉型將不再是簡單的燃料替代過程，而更可能是多種其中，“多元”意味著未來道路貨運能源結構將逐漸由單一柴油主導，天然氣、氫能以及部分替代燃料等多路徑長期并存的格局。不同能源路徑在能能方式、基礎設施需求以及適用運輸場景等方面存在明顯差異，因此未來并不轉變。其中，純電重卡因具備較高能量轉換效率及較強減排潛力（若使用電已成為當前行業發展速度最快的技術方向；氫能、綠色燃料等路徑也在部源路徑往往對補能網絡、電網容量、場站布局以及運輸組織效率提出更高同技術路線能否實現規?；瘧?，不僅取決于車輛本身性能，還取決于整個能源在長途運輸場景下，不同技術路徑之間仍存在較大爭議與探索空間，而行業競爭在逐漸從單一車輛性能競爭，轉向能源體系、基礎設施與運輸組織能力之間的盡管新能源重卡快速發展，但多位行業專家均認為，柴油重卡在相當長時間年發展后形成的完整基礎設施網絡與高度成熟的運營體系。當前全國范圍內絡、維修體系以及配件供應體系已高度完善，使柴油重卡在長途運輸、偏遠部分行業觀點指出，未來柴油路線雖然整體占比可能持續下降，但其到，未來柴油重卡的發展方向可能不再是單純追求規模增長，而更多聚焦于效碳化改進。例如發動機熱效率提升、生物柴油、綠色燃料摻混以及混動化等方向，未來道路貨運能源轉型并不一定意味著柴油路線“消失”，而更可能意漸退出標準化、高組織化運輸場景，并保留在新能源短期難以覆蓋的特殊工況與需求中。因此，柴油路線未來的重要性，可能更多體現在“保障能力”而非“規規模化趨勢。多位行業專家指出，短途運輸場景的電動化方向已基本不存在爭議，但與此同時，行業關注重點也正在逐漸從“短途替代”轉向“長途突破訪專家認為，未來純電重卡的發展重點將不再只是提高車輛續航，而是如何在調研結果顯示，當前行業技術路線正在逐漸向“大電池+超充”或“標準化換電”方向集中。一方面，大容量電池能夠降低途中補能頻次；另一方面，兆瓦級超充換電則試圖進一步壓縮補能時間。部分受訪企業認為，未來長途純電重卡的核心可能不再只是“每公里電耗”，而是車輛在補能、周轉和運輸組織上的整演進。由于長途補能仍對路徑規劃、補能節點以及車輛調度具有較強依賴，流、固定線路以及平臺化運營能力的重要性正在提升。部分行業觀點甚至認為源重卡的發展，可能會進一步加速中國干線物流網絡向“精品干線”和“高協盡管氫燃料電池重卡長期被視為潛在長途解決方案之一，但從當前行業發展將氫能視為未來長途重卡的統一解決方案，但近年來，隨著純電路線快速發展以及超術突破，行業對于氫能的定位正在發生變化。當前更多觀點認為，氫燃料電池重卡未可能優先在資源條件較好、氫源集中以及政策支持力度較強的區域形多位行業人士提到，當前氫能路線面臨的核心問題并不僅僅是產業鏈尚未形成穩定經濟性以及綠氫的可獲取性。其中，加氫站利用率不足、認為，只有當氫價進一步下降、加氫站利用率提升后，氫燃料重卡才可能在經4.3從“成本競爭”走向“高質量發展”盡管本研究多次提到經濟性是影響新能源重卡規模化發展的核心因素之一，濟性”并不等同于單純壓低車輛價格或運輸價格。在本次調研過程中，多位行專家認為，道路貨運行業的內卷具有較強的產業鏈傳導效應。運輸壓縮了車隊盈利空間，使運營企業更加關注車輛初始購置成本，而降低了為更高可靠性產品支付溢價的意愿。這種壓力進一步傳導至整車企業，使其難以池、高功率補能、安全系統及智能化等需要長期投入的關鍵技術持續投資。由通常需要較長周期才能形成回報，行業如果缺乏足夠的市場信心和長期投入耐心—低投入—更低價格競爭”的循環。因此，多位專家認為，未來新能源重卡的發展不僅多位專家進一步指出，未來行業高質量發展的關鍵之一，在于夠在各自優勢領域發揮作用，競爭也將更多圍繞產品性能、運否形成支撐長期投入和創新的市場環境。對于企業而言，經濟性的目標不應僅