概念机发布:20 吨级氢能挖掘机

5月30日,日本小松制作所CTO草场泰介与丰田汽车CTO中嶋裕树共同推广氢燃料电池在中型液压挖掘机的应用项目。

当天,小松制作所与丰田汽车在举办富士24小时耐力赛的富士赛道,召开了关于双方联合开发的氢燃料电池“中型液压挖掘机概念机”说明会。

由于是开发项目,小松方面由首席技术官(CTO)草场泰介,丰田CTO中嶋裕树出席,并回答了媒体提问。

小松CTO表示,中型液压挖掘机开发的背景源于碳中和趋势,这款概念机属于20吨级挖掘设备。其铲斗容量可达0.8立方米,最高时速5.5公里。即使在工程机械领域,碳中和浪潮也已席卷而来,亟需新型动力源。而丰田在新型“MIRAI”车型上实现实用化的氢燃料电池恰好契合这一需求。

当然,公司也同步开发了同样实现作业过程碳中和的电动挖掘机,“我们已推出电池驱动的20吨级液压挖掘机,并开始交付客户使用。但作为其他选项,氢能源以及未来的氨燃料、乙醇燃料等多种能源方案都需要全面布局”,展现了多元化碳中和路径的战略。

媒体问答:氢能工程机械的优势与挑战

媒体提问:小松采用氢能源的首要目的是实现碳中和,但在实际验证中还发现了哪些优势?

小松CTO表示,最显著的改善是噪音降低。柴油发动机更换为氢燃料电池后,设备变得极为安静,反而凸显了其他部件的声音。这与纯电动设备类似,由于没有发动机噪音,轮胎摩擦和风声等变得明显。

接下来,小松CTO强调了零排放特性。通过氢氧化学反应发电的燃料电池只会产生水,这一特性尤其适合在封闭区域作业的工程机械。虽然理论上也可用于隧道等密闭空间,但这类场景更倾向采用纯电动设备。公司正推行能源组合应用策略。

关于成本问题,小松CTO表示氢能源的长期成本尚不明确,需要通过实证研究来评估。

目前小松正多线布局碳中和方案:纯电动、燃料电池、生物燃料、电子燃料、氢混燃发动机、氢专用发动机等。草场CTO解释这种多元化战略源于客户需求的多样性。

从商业角度看,TCO(总拥有成本)至关重要。包括采购、运营、处置在内的全生命周期成本必须符合商业逻辑才能获得客户认可。

小松CTO坦言:“说实话,我认为除非能达到与现行柴油设备基本持平的运营成本,否则获得市场认可不容易。这其中可能还需要叠加政府或地方机构提供的激励政策”,他表示氢能普及必须实现与柴油相当的经济性。

此外,小松CTO指出氢能设备推广的最大障碍在于法规限制。目前氢能使用需经多重审批,包括施工现场使用许可和跨区域移动许可等。虽然审批制度本身具有必要性,但他表示:“要让客户购买和使用这类设备,必须简化现行复杂的审批流程”,认为氢能社会普及需要优化相关监管体系。

铂道观点

丰田与小松在工程机械领域联手推广氢燃料电池,印证了氢能技术正从乘用车领域向非道路机械加速渗透。工程机械长期高负荷、高排放的特性,使氢燃料电池在补能速度与续航上相比纯电更具场景优势,而监管流程简化与全生命周期成本控制,将是氢能工程机械规模化推广的关键前提。