在国家实现“双碳”目标、构建双循环新发展格局的背景下，电动化成为工程机械绿色发展的重要方向之一，包括卡特彼勒、徐工、三一、中联重科等国内工程机械企业加码布局设备电动化，并积极推出电动化产品。在政策导向和市场需求双重因素下，工程机械巨头开始“大象转身”。
古罗马喜剧作家普劳图斯说：“有价值的东西只有对懂得的人才有意义。”意思是商品的价值是与人的需求相关。一台价值上百万的电动装载机也许多数人觉得贵，但还是会有人去买，因为懂它的用户明白会创造更大的价值。甘肃天水某混凝土有限公司王总就是其中之一。“这不是简单的价格就能说明白的，关键在于你购买的目的及它能给你创造的价值。”王总坚信自己当初的决策是正确的。
价值创造 用户情定电动化产品
王总给记者算了一笔账：“一台5吨装载机干10小时大概需要消耗200公升燃油，按每公升7元的柴油价格来计算，一天一台车的燃油消耗就是1400元，电动装载机一天的用电量大概是100多度电，按一度电一元钱来计算，电力消费一天不超过200元，与燃油装载机相比，一天至少可以节省1200元。”除了燃油消费外，电动装载机没有发动机和变速箱，仅此一项每年还可以节省四五万元。“我们的搅拌站几乎常年处于工作状态，就按一年工作11个月，每天工作10个小时的最低标准，每年仅燃油消耗便可节省33万元，再加上维修保养节省的费用，一台电动装载机一年便可以为公司节省38万元。我们现在有3台电动装载机，一年节省的使用成本便超过百万元，经济价值相当可观啦！”王总饶有兴致地介绍道。
柳工纯电动装载机交付客户
“以上只是企业的经济成本，如果算上社会效益则更为可观。”王总表示，装载机历来是排放大户，一台5吨装载机按每年2000小时的工作量，因燃烧产生的二氧化碳的排放量相当于100多辆乘用车的排放量。“现在国家高度重视节能环保，要求减少二氧化碳的排放量，用电动装载机不仅节省成本，而且完全做到了零排放零污染，高度契合国家政策，真正代表了未来的发展方向。”
纯电动装载机极高的性价比也得到了陕西某焦化集团客户的高度认可。该客户曾一次采购6台英轩重工纯电动装载机，究其原因就是被英轩重工纯电动装载机的高出勤率、低成本、高舒适性所打动。如今，设备已运营超过500小时，没有出现过任何故障。分管设备的负责人介绍，按每台装载机每天工作16小时计算，每小时能够节省90块油钱，一个月一台电动装载机能节省约4万元油钱。
英轩电动装载机的性能受到了陕西客户的高度评价
加速布局 工程机械电动化提速
2020年，我国电动叉车销量41.03万台，较2019年增加了11.17万台，占我国叉车总销量的51.27%，超过半数。对工况环境比较敏感的叉车，已经走在了电动化的前列。
从2009年以来，卡特彼勒顺应电动化发展趋势，以推出首款建设领域用的电驱动设备——D7E履带式电驱动推土机为开端，后将电驱动应用于采矿等更多领域，开发出了多种电动产品以满足客户的不同需求。2021年，日本小松（Komatsu）将与Proterra合作生产电动挖掘机。据了解，Proterra将为小松提供各种组件，包括电池和外围设备，如果一切计划顺利，那么该电动挖掘机将会在2023年~2024年正式亮相。柳工是较早研发电动化产品的企业，目前该公司生产的电动装载机在许多重大工程上都有较好的应用。此外，三一、徐工、中联重科、山东临工等企业在产品电动化方面也取得了积极成果。
近年来，各主流工程机械企业纷纷推出了自己的纯电动产品
三一将电动化作为公司未来发展的三大战略之一。近年来，已相继推出30余款新能源产品，涵盖纯电、换电、氢燃料3大补能路线，并实现了电机、电驱、电池等三大件的自主开发，是行业新能源领域“品类最多、技术线路最全”的企业之一。徐工结合自身特点，致力于为用户提供全系列电动化解决方案，产品涉及电动挖掘机、装载机、矿用自卸车、电动搅拌车、高空作业平台等，服务涉及电池租赁、保养、回收等业务。中联重科已发布8大系列16台新能源产品，包括全球首款纯电动泵车、全球首款60米级别的混合动力泵车、全球最大118吨非公路纯电动宽体自卸车等。从2020年起，山东临工的电动装载机已分批多次交付钢铁、矿山、港口等大客户。2022年1月，山河智能自主研发的首款纯电动微小挖成功下线，这是山河智能依托先导式创新平台，全新开发的一款高可靠性、节能、环保的新一代电动产品。
2021年底，晋工孵化出了一个全新的新能源公司。它区别于传统的燃油机械板块，是晋工集团控股的独立子公司，除了对晋工现有的产品进行新能源化外，还为有需求的市场客户提供油改电方案。其目标是为有需求的客户提供成套新能源产品解决方案、充换电方案及专属的金融解决方案。
晋工新能源公司
目前，卡特彼勒、沃尔沃、龙工、山工、厦工、国机常林、山推等主流工程机械企业纷纷发布了自己最新研发的电动化、智能化产品，而各地电动化产品的批量交付仪式频频见诸报端。可以预见，工程机械电动化，将成为基础建设、工业、电力、矿山、港口等领域降低碳排放，助力“碳达峰、碳中和”的重要手段。工程机械行业的电动化布局开始加速……
电动装载机广受市场欢迎
从近几年大多数工程机械企业发布的纯电动产品来看，大多集中在装载机、搅拌车、矿用卡车等产品领域，这与其特殊的应用场景密不可分。在产品结构中，挖掘机、装载机和起重机是销量前三的产品，电动化产品渗透中对锂电池等需求较大。
纯电产品主要应用于一些相对集中和特殊的场所，比如钢铁厂、煤矿、焦化厂、搅拌站等。而电动装载机、矿用自卸车则主要在矿山、港口、码头等场所使用，它们的作业半径小、活动场所固定、作业方式简单。甘肃瑞远柳工经销商廖荣国认为，电动工程机械价格贵，经常需要充电，因此，对时常需要变换作业场所的挖掘机等作业设备来说不太适合。购买电动装载机时应注意以下几点：一是作业工况相对来说比较固定，不能老是变换作业场所，这样充电相对比较方便；二是有足够的活儿，设备使用频率高，如果一年干不了2000小时，建议不要买电动装载机；三是选择一些可靠的品牌，电动装载机市场鱼龙混杂，如果选择不当，很可能给自己的使用带来很大麻烦。
陈德伟十分看好电动装载机的应用前景，他认为到2025年电动装载机的渗透率可以达到20%左右。其理由有三：一是国家政策的扶持，会带动整个行业的发展；二是从乘用车、商用车的发展历程是这样的；三是部分发达国家也在推广以纯电为主的新能源产品。
博雷顿董事长陈方明认为未来五年内电动装载机能完成90%的燃油替代，电动矿卡能完成60%的燃油替代，电动叉车有可能五年之内全面实现电动化，挖掘机的电动化可能会慢一些，五年之内能达到20%-30%就很可观了。该公司电动装载机2022年的产销目标是2000台，2023年是5000台。
厦工众力兴智能科技有限公司是一家从事智能化紧凑型工程设备、智能物流装备及智能特种装备研发、生产与销售的专业化企业。该公司开发的新能源电池主要用于替代90千瓦以下的小型柴油机。郭涛董事长谈到，前两年当电动装载机刚出来时，一台电动装载机的价格动辄是一百多万元，2021年电动装载机最低的市场价格达到了70多万元，今年电动装载机的市场价格很可能会达到70万元之内。至于电动装载机是否能达到燃油装载机的价格，“没准儿有一天真可能会实现，其前提条件是电池技术足够成熟，按照现代科技的发展水平，没有什么是不可能发生的事情。”
中国工程机械工业协会副秘书长吕莹认为，工程机械电动化是实现低碳减排目标的一项重要内容。在一些比较特殊的场所，比如长隧道、狭窄室内空间、特殊的地理和气候环境下，对于环境依赖和环境影响比较大的地方，会优先选择采用电动工程机械进行施工。
有专家指出，混凝土搅拌车、装载机、渣土运输车、挖掘机等是未来最易实现电动化的产品，其中尤以小型工程机械推进速度会更快。
跨界黑马 博雷顿的工程机械电动化之路
与传统的工程机械企业有所不同的是，博雷顿在工程机械电动化上走出了一条与众不同的道路。博雷顿公司成立于2016年，是一家跨界企业，凭借强大的创新基因和在新能源产业积累的经验，短短数年间便迅速成长为工程机械电动化行业的黑马。据相关人士介绍，在电动装载机领域博雷顿的产销量均位居行业第一，电动矿用车销量位居行业前三。
博雷顿为用户打造的新能源产品解决方案
董事长陈方明2008年便从事新能源产业，在智能化和无人化方面有着较深的研究，正是这段特殊的经历，使他十分看好工程机械电动化的发展前景。
博雷顿是最早将工程机械电动化上升到产品应用环节的企业之一。进入工程机械行业之前，该公司曾深入内蒙古鄂尔多斯大型露天煤矿做过详细的市场调研，并发明了“油电比”一词。其经过反复研究发现燃油装载机与电动装载机的油电比≤3:1，产品的经济价值比较高，经过反复试验，博雷顿将电动装载机与燃油装载机的油电比提升为2.5:1，即每消耗2.5度电便可替代一升燃油产生的动能。
博雷顿生产的纯电动装载机
该公司推出的第一代电动装载机经过7000多小时高强度使用，仍然保持较好性能，深得用户好评。目前，博雷顿已成功推出三款纯电动产品，包括6*4纯电动牵引车、5T型纯电动装载机、百吨级纯电动矿卡。用户对博雷顿电动装载机的评价是充电时间短、续航里程长、动力强劲、节能环保、安全舒适，作业效率高。2021年博雷顿累计销售纯电动产品近千台，其中电动装载机达200多台。
“宁王”解锁工程机械电动化
工程机械电动化提速其实是最近两三年的事。之前，电动化于工程机械行业而言更多的只是体现在概念上，而电动工程机械产品的应用是与电池技术取得的重大进步联系在一起的。
宁德时代新能源科技股份有限公司是全球领先的新能源创新科技公司，专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售，已成为国际顶尖车企供应链的锂离子动力电池供应商。2020年，宁德时代与三一集团签署战略合作协议，双方将在新能源工程机械领域展开紧密合作，推动工程机械行业电动化发展。双方合作聚焦混凝土机械、矿用机械、港口机械、起重机械、挖掘机、重卡等领域，并将进一步推进行业标准制定，优化工程机械电池技术应用，同时开发基于大数据的电池行为跟踪、故障诊断等新技术。
三一集团与宁德时代签订战略合作协议
目前，宁德时代已经和三一、中联、徐工等厂家达成合作。以陕西某焦化集团为例，在采购英轩重工电动装载机之前，最担心的是它的电池续航里程问题，毕竟该厂区铲运任务大，要是因为设备问题影响干活就会影响到整个厂区的运营。最终，设备部负责人才发现自己的担心是多余的。英轩重工使用的是宁德时代的新能源电池，仅需1小时便可充满80%的电量，充满后可连续工作10小时。不仅英轩重工，三一、柳工、博雷顿使用的也是宁德时代的电池。
宁德时代
2021年两会前夕，全国政协委员、宁德时代董事长曾毓群提交了关于工程机械及重卡电动化的提案。曾毓群认为，过去十年电池性能提高了3倍，成本下降了90%，在储能领域的商业化应用条件已基本成熟。工程机械和重卡这两类车辆油耗大、污染重，应该成为防治及节约能源的重中之重。
曾毓群表示，在技术上，我国已有完全能够替代工程机械领域的发动机和部分液压传动系统；在商业模式上，通过车电分离、电池租赁模式可解决用户对购置成本、里程等担心。以5吨装载机为例，电动化后每年可节省能源费用20万元。
近年来我国工程机械行业迎来高速增长，截至2021年，我国工程机械主要产品保有量近900万台，工程机械后市场产业强劲发展。工程机械设备带电量大概在100-300KWh之间，即使以最低100KWh电量计算，每年新增40万台产品将带来超过40GWh的锂电池需求量。
目前，宁德时代已经正式成立了专用车和工程机械事业部，该部门将全面聚焦于新能源专用车和工程机械领域。
道阻且长 电动化之路并不平坦
尽管推动工程机械电动化、加快工程机械向智能化转型是大势所趋，但当前我国电动工程机械产品的渗透率还很低，2021年电动工程机械产品的销售量占比仅1%左右。因此，在“碳中和、碳达峰”这条全新的赛道上，国内工程机械企业与国际同行站在了同一起跑线上。
若想在碳排放和电动化大潮中加速前行，成本仍然是各企业攻坚的核心。以电动装载机为例，一台电动装载机的售价大概是70-100万元之间，相当于燃油装载机的两至三倍。电动装载机售价虽然比燃油装载机贵40多万，但在高强度工作状态下，每小时至少可以节省80元燃油成本，这意味着电动装载机用到5500小时便可以收回多出的购买成本。在博雷顿董事长陈方明看来，价格贵并不是阻碍电动装载机普及的重要因素，让客户买得起用得起最关键。为此，博雷顿通过融资租赁等方式将购买电动装载机的首付比例降到比传统燃油装载机的首付还低。同时，还完每月分期的贷款后还要比购买传统燃油机械节省三四千元，这样极大地减轻了客户的购买负担，深受客户的欢迎。博雷顿经过三轮融资近10亿元，为推进工程机械电动化奠定了坚实基础。
在晋工新能源科技有限公司总经理陈德伟看来，要想做好新能源产业，既要发挥传统制造优势，在品质上狠下功夫；又要利用好新能源研发优势及资本优势，三者缺一不可。
在调研中，几乎所有的用户都对电动化产品持支持态度，一致认为电动化、智能化是大势所趋，但90%以上的用户明确表示暂时不会购买。阻碍购买的因素还是价格，在部分用户看来，工程机械的电动化还只是处于概念阶段，只有当产品的价格与价值相等时，他们才会考虑购买。
在电动装载机中，电池的价值占其价值的绝大部分。而如何克服电池安全性能差、续航里程短、充电时间长、配套充电设施不完善等将是今后一段时期需要集中攻关的核心问题。
笔者认为，工程机械要想完全实现电动化或是大面积普及电动化，至少还需要迈过“几道坎”：
一是电池使用寿命普遍偏短。目前工程机械上使用的电池主要有两种，一是磷酸铁锂电池，另一种是锂电池。这两种电池各有优势，磷酸铁锂电池安全、使用寿命长，但能量密度小；锂电池体积小、能量密度大，使用寿命要短一些。磷酸铁锂电池在合理充放的情况下可以充电2000次左右。普通锂电池充放电次数为400-600次，即使是性能较好的锂电池充放电次数也不会超过千次。单就电池的使用寿命而言，无论是磷酸铁锂电池还是锂电池，与传统的柴油机相比，都存在着不小的差距。
二是适用范围较小。如果按标准的每天工作8小时来说，就算一天只充一次电，锂电池的使用寿命也不会超过3年，磷酸铁锂电池的使用寿命不会超过5年。对于许多用户而言，正常的工作时间一般在12小时甚至更多。过于频繁的充电不仅会缩短电池寿命，而且每次充电所需的时间也会让许多老板望而却步。
除去充电时间和电池的使用寿命，充电桩也是一个很大的问题。在一些偏远地区，用电很不方便，而且机器移动到另一个地方就需要另外建充电桩。相较传统的柴油机而言，电动机械的使用场所就受到了诸多条件的限制。因此，只有采石场、搅拌站、炼铁厂等有稳定电源的工况才比较适合电动机械使用。
博雷顿在做电动工程机械时，之所以先选择电动装载机和电动矿卡也正是考虑到了充电方面的问题。陈方明认为，履带挖掘机的电动化目前尚不太成熟，除了充电不太方便外，油电比较高也是另外一个需要考虑的因素。电动装载机的油电比大概为1:3，而电动挖掘机的油电比为1:3.8，这需要花更多的电才能达到1升油的效果。
三是电容衰减较快。蓄电池在使用一段时间以后，都会或多或少出现电量的衰减。不管是磷酸铁锂电池还是锂电池，在长时间使用后都会出现虚标的情况。通俗讲就是，电池随着充放电次数的增加，健康程度会不断下降，电池变得越来越不耐用。另外，不论是磷酸铁锂电池还是锂电池，在低温环境下电量消耗会加快，这可能会影响一些冬季气候寒冷的北方客户选择使用电动工程机械。
陈方明坦言，目前购买电动装载机的大部分用户都是系统性大客户，这是因为他们的经济实力较强，工程量较为饱满，对普通散户而言，即使你买得起可能也用不起，一台电动装载机每年至少需要工作三四千小时，才能真正发挥它的使用优势。陈方明认为，随着技术的精进，电池未来可能还有15%左右的降价空间。这也意味着未来电动装载机的降价空间不会很大。
陈德伟认为，影响工程机械电动化的主要因素有：一是“三电”成本带来整机成本的上升，给客户及整机厂商带来了较大压力；二是进一步完善充换电设施。一次性购机成本过高是目前影响工程机械电动化推广的困局之一。该公司的对策是通过金融手段来减少客户的购买压力。
在政策导向、工况所需的条件下，我国工程机械电动化发展之路已愈发清晰，电动化产品尽管大势所趋，如同燃油汽车和电动汽车一样，互相的发展是彼此迭代还是长期共存呢？对此，中国工程机械工业协会副秘书长吕莹认为，新能源包括氢燃料、天然气等，电只是其中的一种，即便新能源兴起，至少短期内不会取代传统燃料。他表示，电动化在进步，内燃机也在进步，只要符合环保需求，用户就会选择和使用它。因此，在现阶段各种能源共存的局面将会长时期存在。工程机械要实现双碳目标，电动化只是方向之一，要想满足用户的需求，需要提供各种不同的能源配套使用方案。在他看来，只要符合国家环保需求，它就有存在的价值和发展的空间。但他同时承认，电能作为国家重点发展的清洁能源，又有使用成本及经济方面的优势，未来肯定能够得到较快的发展，所占的比重也会越来越高。
(关键字：机械)
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