我国道路货运能源转型技术路径研究 -基于行业调研

我国道路货运能源转型:技术路径研究——基于行业调研本出版物的全部或部分可以以任何形式复制，用于教育或非盈利目的，而无需有人的特别许可，但须注明来源。智慧货运中心中国办公室欢迎收到任何使用该本报告中所表达的观点来自于智慧货运中心及其工作人员、顾问和管理层，并智慧货运中心董事会的立场。尽管智慧货运中心已尽最大努力确保出版物中所包准确性，但不能保证其完整性或准确性，并且不对因使用该出版物而产生的任何壳牌中国与斯堪尼亚作为项目支持方之一，参与行业交流与观点分享，的撰写及结论形成。本报告内容由智慧货运中心独立编制，报告所载观点及本报告由智慧货运中心中国办公室周宇飞、张瀚文撰写。特此感谢王波勇、苏家致力于减少货运交通温室气体排放的国际非营利组织。智慧货运中心的使命是作伙伴协作，量化环境影响、识别解决方案，并推广物流脱物流货运行业,助力实现智慧货运中心的全球减碳目标。智慧货运中心支持工业和政源重卡的应用。同时，基于可持续航空燃料在全球货运航空减排中的重要作用，智慧慧货运中心将在所有项目中建立系统性机制，全面跟踪并评估潜在与已实现的减排成 5 5 9 14 15 18 21 23 26 27 29 344.1道路货运能源转型总体趋势：多元、 34 35 38 39 41新能源重卡的发展受到多重因素的共同影响，包括关键技术的成熟度、整进以及经济性的变化等。然而，在这些因素之上，国家能源战略、能源禀赋及径，在很大程度上构成了不同技术路线能够展开的基础条件与约束边界。换言之，步与成本变化共同影响某一技术路径的可行性与竞争力，而能源体系则通过供本水平及基础设施条件，对其应用范围、发展节奏及规模化潜力形成这一点在重型道路货运领域尤为突出。一方面，不同能源类型的供给结构、径的竞争力，而氢能的制备、储运与加注体系则在很大程度上限定了氢燃料电池重卡用范围。另一方面，国家能源政策及其演进方向，又从更宏观层面引导各类能源及相础设施的投资节奏与发展路径，从而影响不同技术路线的中长期演进空源体系与政策导向出发，对其发展逻辑与结构变化进行系统梳理。本章将重点分技术路径分析与经济性测算提供统一的分析起点与约[1]。作为“十四五”时期能源领域的纲领性文件，该规划在承接国民经济和社会发展总体规划的基础上，对我国能源发展的阶段性目标和实施路径进行了系统部署。从《规划》围绕能源保障、结构转型、能源效率、创新能力及服务水平等方面，明确了现代能源体系建设的主要方向。从具体内容来看，“十四五”能源政策首先强调能源供储销体系和应急保障机制，提高能源系统在复杂环境下的运行韧性。这一导向意味在此基础上，能源结构转型成为“十四五”时期的重点方向。规划提出推动源比重提升、发展可再生能源，并通过电能替代等方式推进终端用能结构调整能源消费的电气化水平。从发展路径看，我国能源体系正在从以化石能源为主清洁能源占比提升、电力在终端用能中作用不断增强的方向演进。这一转型与此同时，《规划》还强调能源利用效率的提升以及能源系统整体能力推动重点行业节能降碳、提升电力系统调节能力、加强跨区域能源输送体系建间更多处于培育和探索阶段，其大规模应用仍有赖于技术成熟度及基础设施条件的《中华人民共和国能源法》出台：能源治理体系的制度化与法治化推进在“十四五”规划推动能源体系加快转型的基础上，我国能源治理在制度层完善。《中华人民共和国能源法》于2025年起施行[2]。作领性法律，能源法首次以法律形式系统规定国家能源发展的基本方针、重要制度与“十四五”时期以规划引导为主的政策体系相比，能源法的出台标志面建立了更加系统和统一的制度框架。例如，能源法通过确立能源规划体系、能源发展目标约束、推动绿色能源消费机制以及构建新型电力系统相关从时间节点来看，“十四五”时期更多体现为能源转型路径的明在“十四五”能源转型取得阶段性进展的基础上，我国能源发展进入新的阶前公开信息来看，“十五五”时期的能源政策导向呈现出更加明确的前瞻性在发展路径上，“十五五”延续并强化了能源安全与绿色转型并重的基本逻现出在能源转型过程中对安全性的高度重视；另一方面，通过提出非化石能源8《关于更高水平更高质量做好节能降碳工作的意见》[3]明确指出，“十五五”时期是实现碳达峰的决胜阶段，并从产业、能源及重点领域等多个维度对节能降碳工作作出总体来看，相较于“十四五”时期以“构建现代能源体系”为核心任务，“十五五”间节点，强化能源发展在国家战略中的地位；另一方面，通过在能源安全、在上述政策体系下，我国重型货运领域的能源转型呈现出一个较为清晰的特一方面，从“十四五”到“十五五”，能源政策持续强化终端用能低碳化及清洁能源发展的总体方向，使交通领域能源转型被纳入能源体系整体演进之这也是当前电动重卡在部分场景中快速发展的重但另一方面，能源政策同样反复强调能源安全与系统运行能力，这意味着须在供给稳定、系统可承载的前提下推进。在这一约束下，不同能源形式在供给能力而更接近于在既定能源体系条件下，不同技术路径逐步与具体应用场景相匹配一逻辑也为后续从技术与经济性角度分析各类路径的适用边界提供了在上一节政策分析的基础上，本节进一步从整体能源结构数据出发，观察我系在“十四五”时期呈现出的实际变化，例如政策文件强调能源安全、结构转型和理解电力这一二次能源背后的供给基础。三组图合起来可以说明：我国能源结构正变化，但这种变化并不是简单的“化石能源退出、新能源替代”，而是在能源需求中，煤炭、石油、天然气及一次电力消费均呈现增长趋势。这意味着，我国当前的型并不是在能源需求收缩背景下推进的，而是在经济增长、工业活动以及终端能源端能源消费体系中的作用正在增强。这意味着，我国能源结构正在从以煤炭为主导，向更加多元化的能源结构方向演进，不同能源形式之间的结构差距也在逐步缩不直接等同于非化石能源，其环境属性仍取决于发电结构。因此，若要进一步理解仍在不断扩大。在这一过程中，火力发电仍然占据发电结构中的主体位置，但当前趋势来看，我国能源体系并未呈现出某一种能源对其他能源的快速替代，而在总能源需求持续增长背景下，不同能源形式的作用边界正在发承担重要的基础保障功能。这意味着，以柴油为代表的传统重卡路径仍然具备较强现天然气消费总量整体保持增长，但其在整体能源在整体能源结构中的地位并未像电力那样出现明显提升。这一特征也在一定程度来越强的能源体系支撑，其发展空间也有望随着电力系统低碳化和电气化水平提电力供给、高功率补能条件、电网稳定性以及充电基础策推动与示范应用阶段。由于氢能本身并非独立的一次能源，其制取仍依赖煤炭、或电力等上游能源体系，因此其发展空间也高度依赖未来能源结构变化、制氢成本大规模应用仍有赖于能源体系进一步演进。氢能路径则更加依赖能源体系上游际能源属性和碳排放特征，会随着电力结构或制氢来源变化而动态换言，不同技术路径的发展，并不能仅从车辆层面理解，而需要放在整个演进过程中进行观察。这也是为什么，在重型道路货运领域，不同技术路径的发仅是车辆技术之间的竞争，其背后更体现为不同能源体系条件之间的适在上一章中，报告主要从能源体系与政策导向角度分析了不同技术路径景。能源结构变化决定了不同路径的发展方向与外部边界此，本章将进一步从技术层面出发，对不同技术路径的关键技术特征及发展需要说明的是，不同技术路径之间的差异，并不仅更体现在动力系统、储能系统以及外部补能体系之间的综合与此同时，不同运输场景对于技术能力的要求并不相同。在短途、封输场景下，由于运输距离较短、运行路线相对固定、补能条件可控，部分新能能够较好满足运营需求，因此相关技术更容易率先实现规模化应用。而随着加、运营连续性要求提升以及补能灵活性要求增强，技术路径之间的差异会被进一力，其决定不同技术路径能否支撑大规模、连续性的实际运营总体来看，不同技术路径之间的竞争，并不是单一技术指标的比较，力、动力效率、安全性及补能体系等多个维度在不同运输场景中的综合此，未来重卡能源转型的结果，很可能并非某一种技术路径对其他路径的完全与乘用车相比，重型货运车辆通常需要承担长距离、高负荷、连续性要尽可能减少对车辆总重的占用。换言之，储能系统本身越重，留给货物的有效载质量能量密度实际上决定了不同技术路径在续航能力、载重效率与补能频率之间的统力效、高载重运输长期在中长途运输领域占据主导地位的重要原因之一。对于长距离、高时系统本身所占重量较低，因此车辆能够在保持较长续航的同时维持较高载重效率。有限。因此，柴油重卡后续技术优化更多集中于发动机热效率提升、燃烧系统优化输中的竞争力，仍更多建立在燃料成本优势以及油气价差基础之上，而并非储续更多将围绕发动机效率、燃气利用率以及低温储运系统优化等来固态电池等技术路径虽然被认为有望进一步提升能量密度，但距离液体燃料体这一差异也直接决定了当前电动重卡的发展特征。为了获得更长续航能力往需要搭载更大容量、更高重量的电池系统。一方面，电池重量会直接压缩间；另一方面，更大的电池往往也意味着更长补能前电动重卡更容易率先在港口、矿区、钢厂及区域短驳等短途或封闭场景中而在中长途场景中，储能系统能量密度不足所带来的影响会被进效率下降以及充电时间延长等问题。这也是当前长途电动重卡仍普遍面临续航、补力电池能量密度提升，并在此基础上进一步兼顾补能效率、电池重量以及整车运营氢燃料电池路径在理论质量能量密度方面具有明显优势。氢气本身的理力，也是其被认为适用于长途、高强度运输场景的重要原因之一。但在实际应用储能系统并不仅仅是氢气本身。由于氢气体积能量密度较低，目前车载储氢通常需35MPa或70MPa高压储氢系统，因此整套储氢瓶、压力控制及安全系统相比纯电路径，氢燃料电池重卡的一个重要优势在于补能效率。加氢时短于大容量动力电池充电时间，因此其在理论上更容易兼顾长续航与运营连续性当前氢能路径主要聚焦中长途、高时效运输场景的重要原因之一。从未来发展方氢燃料电池路径的重要技术演进方向主要包括储氢系统轻量化、储氢压力提升、动车辆的能量比例。不同技术路径由于动力系统原理不同，其能量在转换过程中现在车辆全生命周期成本和能源利用效率上。因此，如果说质量能量密度更多柴油重卡采用内燃机驱动，其能量转换过程需要经历燃料燃烧、热能释动等多个环节，过程中存在较多热损失和机械损耗。因此，柴油发动机虽然整体转换效率受到热机原理限制。目前较高水平的重型柴油发动机热效率通常约为45%–转换效率上并不占优。其当前在中长途运输中的竞争力，更多来自高能量密度补能体系以及稳定运营能力，而不是动力系统效效率仍有一定提升空间，但整体来看已进入相对成熟阶段，未来更多体现为渐进式优势并不主要来自更高的能量转换效率，而更多取决于天然气价格、油气价差、排同样相对有限，后续优化方向主要集中在发动机燃烧效率提升、燃气喷射控制、热电动重卡采用电驱系统，其能量从电池输出械能。相比内燃机路径，电驱系统减少了燃烧和热机转换环节，因此能量转换效电驱系统效率、降低电控和传动损耗；但更重要的是与电池以及补能体系优化协同推进，使高转换效率氢燃料电池重卡的动力系统与纯电路径存在一定相似性，两者最终均由辆。不同之处在于，纯电路径中，动力电池储存的化学能可直接通过电化学反能，并供给电机驱动车辆；而氢燃料电池路径则需要先通过燃料电池系统将氢化为电能，再由电驱系统驱动车辆。因此，相较于纯电路径，氢能路径增加了在能量转换效率方面，燃料电池系统效率（氢气化学能转化为电能）当前燃料电池系统效率已达到较高水平，未来仍存系统集成优化、重载工况效率提升以及耐久性改善，而非出现类似动力电池能量其未来发展不仅取决于车端燃料电池技术，也与整个氢能供应体系的完善程度密柴油重卡由于发展时间较长，其燃料特性、动力系统以及整车安全体系期市场验证。无论是在高温、低温、长距离连续运行，还是危险品运输或特种车前仍然广泛应用于高强度运输场景的重要原气通常需在约-162℃低温条件下储存，并通过高压气瓶进行车载运输，因此于耐压能力、密封性及碰撞防护要求较高。目前行业已形成较完善的储气瓶系，包括双层真空绝热结构、多重泄压保护装置以及耐高压、耐高温、跌落和碰车布置结构本身。例如，为提升续航能力而增加气瓶数量后，“后背式”气瓶布局缩驾驶室碰撞缓冲空间，因此部分企业开始采用“侧置式”气瓶布局，以兼顾续驶碰撞安全性。同时，随着《燃气汽车燃气系统安装对于电动重卡而言，其安全性问题主要集中于动力电池系统。由于动力量电能，在高温、碰撞、过充、内部短路或热管理失效情况下，可能引发热时，重卡场景下车辆载重大、运行时间长、快充功率高，对电池系统热管理管理系统（BMS）优化、液冷及热管理系统强化，以及电如，部分新型电池系统已开始采用“不起火、不爆炸”为目标的电芯隔热与热包括电池本征安全提升、热管理优化以及快充条件下的安全控制能氢燃料电池路径的安全性则更多集中于储氢和高压系统。目前车载储监测、自动切断保护及碰撞防护设计等，以降低高压储氢系统风险。但由于卡整体仍处于产业发展早期阶段，其大规模运营经验及配套基础设施安全体应用边界。对于部分高可靠性、高风险运输场景而言，在新技术路径尚未形成充分运前述几个维度主要聚焦于车辆本身技术能力，包括储能系统、动力在于其能否支撑车辆持续、高频、跨区域运营。因此，本节将重点从补能效率、补成熟度以及高功率补能条件等维度，对不同技术路径进行比较柴油重卡目前仍是长途干线运输中的主流技术路线，其核心优势在于较短，基本接近传统柴油车水平，因此对车辆周转效率和运输时效影响较纯电动重卡当前在中短途、封闭场景以及固定线路运输中已具备较强竞争长途干线场景下，其发展仍高度依赖补能效率与补能网络的完善程度。1）充电电动重卡优势在于车辆结构相对简单、标准化程度较高，并能够直接依托现有面，重卡动力电池容量较大，即使采用高功率快充，整体补能时间仍明显长于油时间；另一方面，实际运营中的补能效率还如，目前部分高速沿线可供重卡直接使用的超充站数量仍然有限，部分场站受航”演进。近年来兆瓦级充电（MCS）已成为行业重点发展方向，部分企业瓦级超充产品。随着电池快充性能提升以及液冷充电技术应用，未来长途重辆、充电设备与运营组织协同优化”。未来预约充电、2）相比充电模式，换电电动重卡最大的优势在于能够显著缩短车辆停运时间，理论上区、钢厂以及固定线路、高频往返运输场景中具有较强吸引力。但换电模式准化、站网布局及运营组织要求更高。不同车企在电池尺寸、接口及底盘结电池资产归属、电池寿命管理及站端储能等复着电池标准化程度提升以及换电车型数量增加，未来换电网络有望从单一企氢燃料电池重卡因具备补能时间短、理论续航能力强等特点，被认为在效率影响较小。然而，目前氢能路线仍面临较高的不确定性。首先，加氢站建设成结合本研究前期专家访谈结果可以发现，尽管行业对于不同技术路径未来性”仍是决定新能源重卡能否实现规模化推广的核心因本优势与柴油形成替代关系，其经济性高度依赖油气价格差。氢燃料电池重可视为当前讨论经济性空间最大的能源转型方向。因此，在本研究中，将电在重型货运领域，不同技术路径的经济性通常以总拥有成本（TCO）作量指标。然而，对于重卡运营而言，仅比较车辆购置、能源消耗和维护成本并不映实际运营决策逻辑。重卡本质上是一种生产工具，其价值不仅体现在降低运营在运输场景的选择上，本节聚焦于长途干线运输，而未对短途或封闭场景展开。这一取舍主要基于已有实践。在短途和封闭场景中，新能源重卡凭借较本和较高的运营稳定性，经济性优势已经得到较充分验证。然而，在长途干织方式等因素将直接影响可运营时间和运输能力，进而影响整体收入水平。需要说明的是，本节分析基于具体案例线路测算，因此其中涉及的油车辆通常不会长期固定运行于单一线路，而会根据货源、调度及回程情况动态调整在长途运输条件下影响不同技术路径经济性的核心案例中运输路线沿线适用于重卡的补能设施仍相对有限，部分情况下车案例中柴油重卡与电动重卡均采用牵引车车型，并假设两者承担相同运能力与补能时间基于实际运营测试数据进行测算。相关油耗、电耗、电价、油价险成本以及金融成本高于柴油重卡，但其使用成本和维保成本则明显更低卡成本优势的主要来源是能源成本。这也是当前行业普遍认为电动重卡具成这一现象的核心原因并不是单纯的电价或油价，而是补能效率对运输组织方式的可运行时长；单月及全年可完成运输趟数；车辆整体可用率等。因此，对于而言，经济性的核心并不只是“省了多少钱”，而更在于“能否维持足够高率”。相比柴油路径，本案例中的电动重卡由于补能时间更长，在长距离运占用更多非运营时间。这意味着，在相同时间周期内，电动重卡能够完成的于柴油重卡。换言之，长途运输场景中的核心问题并不只是“省了多少钱”因为补能时间减少了可运营时间，并进一步影响这一问题在短途或封闭场景中通常不会被明显放大。原因在于，短途运输景实现较快推广，但在长途干线运输场景下，其大规模替代柴油重卡仍面临较卡在能源成本上具备优势，但如果补能时间带来的运营效率损失无法被抵消，仍然难以成立。需要指出的是，该案例中车辆并未处于满载运营状态，因此电为进一步分析不同变量对电动重卡经济性的影响，本研究基对影响电动重卡经济性的几个关键变量进行了敏感性分析，包括电价、油价以及与柴油重卡的单趟运输时间比。其中，电价与油价直接影响车辆能源使用成本，输时间比则反映了不同技术路径在长途运输场景下的综合补能能力差异，其背后航能力、补能技术水平、补能网络覆盖情况以及补能设施布局等因素密依靠油价上涨推动长途纯电重卡全面形成经济性，现实中仍存在较大难度。这与此同时，该结果也说明，未来如果国际能源价格波动进一步加剧，的影响更加显著。本案例中，柴油重卡单趟运输时间约为30小时，而电动重卡约为56合经济性开始逐渐接近柴油重卡。按照本案例测算，对应电动重卡单趟运输时间纯电重卡若要真正实现大规模经济性突破，仅依靠低电价或高油价已难以形成响车辆周转效率、运输趟数以及收入能力，因此其对于综合经济性的影响，在前述能源结构、技术特征及经济性分析基础上，本章进一步结合行业专企业调研以及前期桌面研究，对中国重卡能源转型的发展趋势、不同技术路径的演整体来看，中国道路货运能源转型并非单一路径替代过程，而是在国家能源体等多种能源路径正在共同参与道路货运减碳进程；另一方面，不同技术路线的发仅取决于车辆本身，而是与能源体系、基础设施网络以及运输组织能力之间的协4.1道路货运能源转型总体趋势：多元、能源体系正逐步呈现出“多元、清洁与协同”的发展趋势。相比传统以柴油为能源体系，未来重卡能源转型将不再是简单的燃料替代过程，而更可能是多种其中，“多元”意味着未来道路货运能源结构将逐渐由单一柴油主导，天然气、氢能以及部分替代燃料等多路径长期并存的格局。不同能源路径在能能方式、基础设施需求以及适用运输场景等方面存在明显差异，因此未来并不转变。其中，纯电重卡因具备较高能量转换效率及较强减排潜力（若使用电已成为当前行业发展速度最快的技术方向；氢能、绿色燃料等路径也在部源路径往往对补能网络、电网容量、场站布局以及运输组织效率提出更高同技术路线能否实现规模化应用，不仅取决于车辆本身性能，还取决于整个能源在长途运输场景下，不同技术路径之间仍存在较大争议与探索空间，而行业竞争在逐渐从单一车辆性能竞争，转向能源体系、基础设施与运输组织能力之间的尽管新能源重卡快速发展，但多位行业专家均认为，柴油重卡在相当长时间年发展后形成的完整基础设施网络与高度成熟的运营体系。当前全国范围内络、维修体系以及配件供应体系已高度完善，使柴油重卡在长途运输、偏远部分行业观点指出，未来柴油路线虽然整体占比可能持续下降，但其到，未来柴油重卡的发展方向可能不再是单纯追求规模增长，而更多聚焦于效碳化改进。例如发动机热效率提升、生物柴油、绿色燃料掺混以及混动化等方向，未来道路货运能源转型并不一定意味着柴油路线“消失”，而更可能意渐退出标准化、高组织化运输场景，并保留在新能源短期难以覆盖的特殊工况与需求中。因此，柴油路线未来的重要性，可能更多体现在“保障能力”而非“规规模化趋势。多位行业专家指出，短途运输场景的电动化方向已基本不存在争议，但与此同时，行业关注重点也正在逐渐从“短途替代”转向“长途突破访专家认为，未来纯电重卡的发展重点将不再只是提高车辆续航，而是如何在调研结果显示，当前行业技术路线正在逐渐向“大电池+超充”或“标准化换电”方向集中。一方面，大容量电池能够降低途中补能频次；另一方面，兆瓦级超充换电则试图进一步压缩补能时间。部分受访企业认为，未来长途纯电重卡的核心可能不再只是“每公里电耗”，而是车辆在补能、周转和运输组织上的整演进。由于长途补能仍对路径规划、补能节点以及车辆调度具有较强依赖，流、固定线路以及平台化运营能力的重要性正在提升。部分行业观点甚至认为源重卡的发展，可能会进一步加速中国干线物流网络向“精品干线”和“高协尽管氢燃料电池重卡长期被视为潜在长途解决方案之一，但从当前行业发展将氢能视为未来长途重卡的统一解决方案，但近年来，随着纯电路线快速发展以及超术突破，行业对于氢能的定位正在发生变化。当前更多观点认为，氢燃料电池重卡未可能优先在资源条件较好、氢源集中以及政策支持力度较强的区域形多位行业人士提到，当前氢能路线面临的核心问题并不仅仅是产业链尚未形成稳定经济性以及绿氢的可获取性。其中，加氢站利用率不足、认为，只有当氢价进一步下降、加氢站利用率提升后，氢燃料重卡才可能在经4.3从“成本竞争”走向“高质量发展”尽管本研究多次提到经济性是影响新能源重卡规模化发展的核心因素之一，济性”并不等同于单纯压低车辆价格或运输价格。在本次调研过程中，多位行专家认为，道路货运行业的内卷具有较强的产业链传导效应。运输压缩了车队盈利空间，使运营企业更加关注车辆初始购置成本，而降低了为更高可靠性产品支付溢价的意愿。这种压力进一步传导至整车企业，使其难以池、高功率补能、安全系统及智能化等需要长期投入的关键技术持续投资。由通常需要较长周期才能形成回报，行业如果缺乏足够的市场信心和长期投入耐心—低投入—更低价格竞争”的循环。因此，多位专家认为，未来新能源重卡的发展不仅多位专家进一步指出，未来行业高质量发展的关键之一，在于够在各自优势领域发挥作用，竞争也将更多围绕产品性能、运否形成支撑长期投入和创新的市场环境。对于企业而言，经济性的目标不应仅