目前，最有效的模式是燃料電池和鋰電池配合使用，也就是電電混合技術(shù)。該模式可按性價比，匹配多種車型、多個工況?，F(xiàn)階段，以鋰電池為主，氫燃料電池為輔。未來，隨著燃料電池逐步具有商業(yè)價值，可不斷提高燃料電池比重。

日前，在2020農(nóng)村電氣化與交通電氣化論壇上，有專家指出，目前我國農(nóng)業(yè)機械柴油用量巨大，在全球追求低碳能源轉(zhuǎn)型的大背景下，農(nóng)業(yè)機械“柴改氫”電動化轉(zhuǎn)型非常迫切。未來，隨著氫能的大規(guī)模應用，氫燃料電池在農(nóng)機大功率車輛上的使用將更為頻繁。

解決農(nóng)機排放問題

我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，燃油動力的農(nóng)業(yè)機械數(shù)量龐大。記者查閱資料發(fā)現(xiàn)，2020年1-7月我國小型拖拉機產(chǎn)量為9.3萬臺，中型拖拉機產(chǎn)量為15.61萬臺，大型拖拉機產(chǎn)量為3.5萬臺，這些農(nóng)機每年消耗的石油資源量尤為巨大。

“我國農(nóng)業(yè)機械95%以上是柴油機，農(nóng)機柴油消耗量占柴油總消耗量近1/3，柴油車排放的污染物是氮氧化物、二氧化碳及其他顆粒物，對大氣、水土和植物污染非常嚴重。另外，柴油運輸過程中的滴漏、廢油的排放，對農(nóng)田的污染也不可忽視。”中國農(nóng)業(yè)大學教授王國業(yè)表示。

近年來，面對農(nóng)機的重污染高能耗特性，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門相繼出臺政策支持加快相關(guān)高污染農(nóng)機的淘汰進度，推進農(nóng)業(yè)機械化轉(zhuǎn)型升級。

除了政策支持，隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和推廣力度的加強，新能源農(nóng)機的發(fā)展也被充分帶動，目前電動農(nóng)機的發(fā)展已初具規(guī)模。

“電動農(nóng)機的使用，既保護環(huán)境，又節(jié)約能源，因此農(nóng)機電動化是未來農(nóng)機發(fā)展的方向，但電動農(nóng)機因動力電池自身問題受到一些限制，現(xiàn)今主要是在中小型農(nóng)機上使用電動動力，而在中大型設備上，氫燃料電池的應用開始逐步受到重視。”相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示。

助力大功率農(nóng)機轉(zhuǎn)型

“現(xiàn)在的鋰電技術(shù)已能夠支持小型農(nóng)業(yè)機械使用，對于20千瓦以下的小型農(nóng)機，使用鋰電的綜合成本已經(jīng)可以和內(nèi)燃機的使用成本持平，且更易降本、提高工作質(zhì)量和降噪。”王國業(yè)指出。

但值得注意的是，相較于鋰電池,氫燃料電池具有能量密度高、續(xù)航里程長、加注時間短等特點，這意味著并不適用于鋰電的大功率車輛包括重型車、礦山機械等也有了電動化轉(zhuǎn)型的可行路徑。一直以來，這些大功率移動設備因鋰電池儲能容量及成本問題，無法在農(nóng)機領(lǐng)域廣泛普及。

今年6月，我國首臺5G+氫燃料電動拖拉機在洛陽正式亮相，這款拖拉機采用氫燃料作為能源，污染排放小，且電能的使用成本相較燃油而言更低，沒有怠速損耗，能源利用率高、噪音小。

雖然氫燃料電池在農(nóng)機生產(chǎn)中極具潛力，但記者查閱資料發(fā)現(xiàn)，在實際的農(nóng)機電動化升級中，氫燃料電池在大功率農(nóng)機上的應用仍較為有限。

對此，王國業(yè)坦言，目前來看，氫燃料電池是農(nóng)機電動化的可行選擇，但還存在成本高、加氫設施不完備、技術(shù)成熟度不高等問題。與此同時，氫燃料電池的發(fā)展速度較快，成本將不斷下降，將使其越來越具商業(yè)價值，可在滿足大功率農(nóng)業(yè)機械能量消耗大、可靠性要求高的同時，降低電動化轉(zhuǎn)型成本。

探索電電混合模式

面對電動化的必然趨勢，如何加快電動農(nóng)機的推廣應用與降本增效？

“目前，最有效的模式是燃料電池和鋰電池配合使用，也就是電電混合技術(shù)。”王國業(yè)強調(diào)，當前燃料電池購買成本高，如果在農(nóng)機上使用功率較大的燃料電池，勢必增加成本。氫燃料電池和鋰電池電電混合可按性價比，匹配多種車型、多個工況。從成本和技術(shù)方面看，目前以鋰電池為主，氫燃料電池為輔，既能有效解決續(xù)航問題，還能降低系統(tǒng)成本，提高可靠性。未來，隨著燃料電池逐步具有商業(yè)價值，可不斷提高燃料電池比重。

在這樣的混合模式下，氫燃料電池提供持續(xù)穩(wěn)定的能量輸出，必要時給鋰電池充電，同時鋰電池滿足車輛動態(tài)負荷、制動能回收的需求。但王國業(yè)強調(diào)，目前鋰電池、氫燃料電池技術(shù)尚在完善中，均在一定程度上存在風險、成本高企、充電和加注不便等問題。

“因此，推動農(nóng)機電動化轉(zhuǎn)型應從兩頭切入，氫燃料電池應從大型和高端裝備開始應用，不斷向普通機型過渡，鋰電池則應用于中小型裝備。”王國業(yè)表示。

對于如何解決氫源問題，王國業(yè)指出，應根據(jù)當?shù)刭Y源，加快發(fā)展分布式靈活制氫技術(shù)，減少氫的運輸成本、并提高加注便捷性，滿足農(nóng)業(yè)機械使用地域分散、季節(jié)性強等特點。“此外，還可從廢棄物或生物質(zhì)中生產(chǎn)氫，比如把秸稈通過各種方式轉(zhuǎn)化成電，通過電解水制氫再加注到氫燃料電池農(nóng)機上，形成清潔循環(huán)。”