北京时间12月2日，特斯拉于内华达州超级工厂举行首批Semi电动半挂卡车交付仪式。首批Semi Truck车型将交付给百事公司子公司Frito-Lay使用。特斯拉方面表示，Semi Truck在满载8.2万磅（约合37吨）的负载下具备500英里（约合804.7公里）的续航能力，并在发布会现场展示了一项从Fremont到圣地亚哥，距离为500英里长度的长距离运输视频。
特斯拉Semi的到来，是否足以颠覆卡车行业？
从特斯拉Semi Truck看氢能重卡的优势
作者：国金燃料电池团队
燃料电池重卡：长续航+高载量+更经济
重卡电动化将以燃料电池为主导
>>背景概述
12月2日，Tesla 发布了Semi Truck纯电动重卡，近期戴姆勒也发布了GenH2氢燃料电池重卡，通过参数对比发现，虽然Semi Truck在续驶里程（800km）上相较之前的纯电动和换电重卡（200-400km）大幅提升，但仍然在续航和载重量方面不及燃料电池重卡：
长续航：1000公里 vs 800公里续航里程。对应搭载两个150kW电堆+72kWh电池和推测容量为1000kWh的电池，燃料电池重卡续航里程更具备优势，符合重卡长途运行需求；
高载量：25t vs 16t 有效载量（假设除发动机外其他配件重量一致）。对应发动机重量为2.1t（系统+动力电池+液氢罐）和7.5t电池包（以公布的耗电量和续驶里程测算），燃料电池重卡载量方面更具优势。
燃料加注时间：个位数 vs 超30分钟。燃料电池重卡在加注速度方面更占优，虽然Semi Truck可实现30分钟内充电70%，但燃料电池重卡可实现4-5分钟内加注充满氢气，存在10倍以上差距。
基础设施：加氢站建设提速 vs 电网冲击。燃料电池重卡需要加氢站加氢，当前加氢站建设已超200座，预计2025年将超1000座，建设成本的快速下降叠加建设门槛的下降，以及国央企的大量入场，加氢站将在未来非常便捷，足以保障燃料电池汽车的运营。对比纯电动重卡，虽然Semi Truck具备1MW+ 的直流快充能力，但对电站要求很高，超高规模的用电将对电网产生巨大冲击，建设5兆瓦电站需耗资数千万美元，相当于一个专业体育场用电规模的充电站。
通过对近期新发布的两款车型对比发现，燃料电池重卡更具备优势，重卡电动化减排将以燃料电池为主导，长续航、低成本的燃料电池是重卡电动化转型中的最优选择。技术路线选择关键在于成本的商用化可行，测算结果表明，燃料电池重卡经济性更佳。
Tesla Semi Truck vs Daimler GenH2
（1）续航低于燃料电池重卡，低200公里。Semi Truck 约800公里的续航虽高于当前发布的其他纯电和换电重卡200-300公里的续航，然而仍然低于Daimler GenH2氢燃料电池重卡1000公里续航。
（2）载重量不及燃料电池重卡，发动机质量相差5.5吨。Semi Truck满载重37t，以公布的耗电量2kwh每英里（官网未公布为满载还是空载的耗电量，此处假设为满载），续航500英里计算，电池容量需达到1000kwh，以133wh/kg的电池组密度测算，1000kwh动力电池重量约为7.52吨，对比Daimler 2吨的发动机重量（系统+动力电池+液氢罐），Semi Truck电池过重，直接将导致载货量下降，从而影响经济效益。
（3）充电桩需要MW级且速度较慢，充能10倍以上差距。SemiTruck采用Tesla兆瓦级第四代超充接口，超级充电器具备1MW+的直流快充能力，能在30分钟内充电70%，但对电站要求高，5兆瓦电站相当于需耗资数千万美元，并且快充对标燃料电池4-5分钟级别加氢慢。
载重量测算框架：燃料电池重卡主要由燃料电池系统、电机驱动系统、动力电池、储氢系统、车身及其他构成；电动重卡的主要由电池包，电池底座，电机驱动系统，车身及其他部件构成。对比两者关键组件的重量，即可测算出载重量差异，由于新产品公布数据有限，以及发动机系统为车辆的成本和技术中心，此处假设除发动机系统外的其余部件重量一致。
Daimler Gen H2燃料电池重卡：发动机为燃料电池系统，其需要搭配储氢系统、动力电池共同为汽车提供动力，发动机系统重量总共达到2.05吨。1）燃料电池系统：搭载两个150kw的电堆，共计300kw；2）储氢系统：搭载两个储氢瓶，可加注80kg液氢，对应需配备的储氢罐总容量需在1100-1200L；3）动力电池：搭载72kwh动力电池，提供400kw功率。
Tesla Semi Truck纯电动重卡：以公布的耗电量2kwh每英里、续航500英里计算，电池容量需达到1000kwh。
长续航+高载量，燃料电池是重卡电动化的最佳选择。电动重卡主要涵盖燃料电池和纯电动两种路线，对比纯电动，燃料电池的高能量密度带来的长续航能够大幅缓解纯电动车的续航里程问题，并且同等情况下燃料电池重卡的载货量更高，将带来更好的经济效应。随着2022年3月《氢能产业发展中长期规划（2021－2035年）》的出台以及燃料电池长续航和高载量等优势，未来燃料电池重卡将成为主流。
全生命周期成本测算：燃料电池重卡全生命周期成本优于电动重卡
全生命周期成本是衡量重卡经济性的核心指标。成本是评估技术路线商用化可行性的关键，全生命周期成本（TCO）是从卡车整个生命周期来考量成本，包含车辆购置成本以及运营成本。当燃料电池重卡TCO比纯电动重卡更低时，燃料电池重卡便是终端用户的经济性更优选择。目前燃料电池系统占整车成本约60%，运营阶段主要以氢气费用为主，因而系统单价和氢气售价是影响燃料电池重卡TCO的主要因素。
燃料电池和换电重卡的全生命周期成本测算逻辑和假设：考虑到短岛和长途运输场景下重卡的车速不同将导致整车全天用电量的差异，从而影响能耗费用。因此，我们将燃料电池和电动重卡的TCO分为短岛和长途场景，其中对每个场景将分为购置阶段和运营阶段的成本拆分，以Semi Truck和同量级的燃料电池重卡为例进行测算。
（1）购置成本：国补+地补后低于纯电动重卡。
购置成本包括裸车价和补贴。受益于技术进步和规模化降本，燃料电池重卡购置价格将持续下降，2025年燃料电池系统价格有望下降至2元/w以下，对标现阶段4元/w的系统，降幅超50%，而纯电动重卡中的锂电价格呈现波动趋势，甚至在未来供需不平衡的情况下，有可能呈现向上趋势。未来在无补贴的情况下，燃料电池重卡将实现与纯电动重卡的平价，甚至更低。
（2）运营成本：燃料电池重卡更适用于长途高速场景，即长途跨省市运输，在氢气价格不断下降，电价波动的情况下，燃料电池将更适用于重卡，并实现经济性。
以氢气价格30元/kg，电价为0.7元/kWh测算，包括能耗费用、维保成本、系统折旧费用和环境成本。
当前，考虑到部分地区氢气资源丰富，例如三北地区的到站氢气价格为20-25元/kg，此时燃料电池重卡的运营成本将低于纯电动重卡的运营成本。
成本经济性：降本成效显著，现阶段补贴后TCO低于纯电动重卡。基于扶持期产业链成本情况和政策方案，在短岛和长途场景下，FCV全周期经济性均优于纯电动重卡，在高补贴、氢气资源优势地区具备性价比优势。假设全生命周期运营里程100万km，氢气价格为30元/kg，电费为0.7元/kWh，测算得到短岛场景下燃料电池重卡TCO约322万元，纯电动重卡约362万元，长途高速场景下燃料电池重卡TCO约297万元，纯电动重卡约347万元。燃料电池重卡经济性均优于换电重卡，即在当前成本水平及政策条件下，燃料电池重卡已实现TCO低于换电重卡。考虑部分地区氢气资源丰富，例如三北地区的加氢站氢气价格为20-25元/kg，此时相应燃料电池重卡的经济性将更加明显。
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