氢内燃机有望迎来新生机

​近期，有媒体报道称，沃尔沃卡车、斯堪尼亚、戴姆勒卡车和曼恩等多家卡车制造商纷纷宣布重新设计内燃机系统，采用低排放的氢燃料作为动力源，来应对能源转型带来的挑战。这一重大战略调整，预示着氢内燃机有望迎来新的发展机遇。

推动卡车绿色转型

在全球节能减排的大趋势下，汽车及交通行业正加速推进减碳、脱碳进程。长期来看，电动化无疑是商用车行业达成“双碳”目标的核心路径，但中短期内，内燃机在道路交通运输领域仍具有不可替代的重要作用。在此背景下，传统车企和内燃机企业纷纷踏上转型升级之路，探索内燃机燃料多元化技术路径，致力于将内燃机技术推向低碳、清洁的新高度。“在多元化技术路径的抉择中，商用车企业纷纷采取‘多管齐下’的策略，灵活应对市场变化，最大限度避免产业发展方向偏离。”天津大学教授姚春德表示，氢能是“双碳”目标背景下，实现能源转型升级的重要支撑，围绕氢燃料进行多元化技术研发，已成为车企和内燃机企业竞逐的焦点。这其中，氢内燃机既能满足减排要求，又能在最终成本上做到与传统内燃机接近。这一独特优势，使其在新能源动力技术竞争中脱颖而出，成为众多企业竞相采纳的优选方案。

当前，欧洲正全力推进氢能动力产业发展，众多商用车制造商均在关注或已开始对氢内燃机进行可行性研究，并成立涵盖二十余家整车及零部件企业的氢气发动机联盟。联盟成员一致认为，氢内燃机是一种实现难度相对较低且成本效益显著的解决方案。

此外，康明斯已启动氢燃料内燃机（H2-ICE）计划，该项目聚焦于6.7升中型及15升重型氢内燃机的研发。康明斯发动机业务总裁潘澍康（Srikanth Padmanabhan）表示，作为康明斯《PLANET 2050》可持续发展战略的关键一环，公司正积极部署零排放愿景的实现路径。他强调，氢内燃机技术的开发，正是减少“油井到车轮”全生命周期碳排放、推动能源与电力解决方案创新的重要组成部分。尽管氢燃料电池系统展现出巨大的发展潜力，但内燃机与氢能技术的深度融合，同样可为达成零排放目标提供强有力支撑。

氢内燃机优势显著

除欧美商用车企业加速布局氢内燃机领域外，我国整车及零部件企业也在氢内燃机技术上取得显著进展。例如，一汽解放自主研发的国内首款重型商用车缸内直喷氢气发动机已实现稳定运行，运转功率超368kW，指示热效率突破55％；中国重汽与潍柴动力联合推出的配装13升氢内燃机的重型卡车，发动机有效热效率达41.8％；此外，由玉柴自主研制的燃氢发动机YCK16H热效率突破45％，最大输出功率达412kW，达到世界先进水平。那么，为何氢内燃机备受国内外商用车企业的青睐？

在工信部甲醇汽车推广应用专家指导委员会秘书长魏安力看来，氢内燃机更具成本和推广优势。一方面，氢内燃机具有较好的燃料适应性，不仅能以纯氢作为动力源，还可与甲醇混合燃烧，有效降低对石油资源的依赖；另一方面，氢内燃机在技术实现上更加高效和经济，它保留传统内燃机的主要架构，能够依托现有工业体系进行低成本批量化生产，省去重新构建产业链的高昂成本和时间投入。另外，相较于燃料电池，氢内燃机的技术实现难度更低，成本投入更为可控，可在更短的时间内实现大规模推广应用。

“氢内燃机在排放方面也具有显著优势。”一汽解放动力总成事业部大柴工厂首席技能大师鹿新弟表示，与柴油机不同，氢内燃机在燃烧过程中主要生成水蒸气，几乎不产生温室气体和其他有害物质，能够实现真正意义上的绿色排放。这也意味着氢内燃机能够有效减少卡车运输对空气质量的负面影响，有助于缓解日益严重的环境污染问题。

此外，从能源效率的角度来看，氢内燃机的热效率能够实现进一步提高。相较于柴油机，氢内燃机在燃烧过程中的能量损失相对较小，能够有效地将燃料中的化学能转化为机械能。这不仅有助于降低能源消耗，还能在一定程度上降低运营成本，对于运输从业者来说具有极大的吸引力。

“氢内燃机已成为碳中和目标下重型商用车绿色转型的重要解决方案之一。”吉利新能源商用车集团有限公司首席科学家刘汉如表示，氢气作为一种高能量密度的燃料，赋予了氢内燃机卡车更强的续驶能力。另外，与电动汽车相比，氢内燃机卡车的加氢过程更为迅速，且在高负荷区具有较高的综合效率，这对于需要高效运营的卡车行业来说至关重要。

规模化推广仍任重道远

氢内燃机作为实现传统化石能源替代的可行性技术路线，已引起业内广泛关注。国内外车企和内燃机企业的纷纷布局，也证明氢内燃机在商用车领域具有广阔的发展前景。但不容忽视的是，目前氢内燃机产业仍处于起步阶段，想要实现规模化推广，还需面临诸多挑战。“尽管氢内燃机在环保、能效和经济性等方面具有一定优势，但其技术成熟度仍有待提高。具体而言，氢气燃烧控制的精确性、车载储氢系统的安全性等方面依然面临技术瓶颈，需要通过优化发动机燃烧控制策略和调整系统设计来克服这些难题。同时，氢内燃机的耐久性与可靠性亦需经历长时间的验证，以确保其能够稳定可靠地服务广大运输从业者。”北京理工大学教授孙柏刚说道。

此外，加氢站等基础设施的缺乏也是制约氢内燃机发展的另一大障碍。目前全球范围内加氢站数量有限，且分布不均，难以满足氢内燃机大规模应用的需求。因此，加快加氢站等基础设施建设是推动氢内燃机发展的重要举措。

“在氢内燃机商业化推广上，同样遇到了氢燃料电池所面临的问题。”姚春德表示，目前氢气的制取、储存和运输技术仍有待完善。未来，开发绿色、高效的氢气制备技术和解决氢气储存问题对于氢内燃机的发展至关重要。只有攻克上述难题，氢内燃机才有可能实现大规模推广应用。

在鹿新弟看来，政策支持对于氢内燃机行业发展具有重要意义。他指出，当前，针对氢内燃机的政策和法规体系尚不健全，缺乏明确的发展路线和激励措施。因此，他呼吁政府应制定并出台相关政策，加大对氢内燃机研发和应用的支持力度，通过明确的政策导向，引导产业健康、高质量发展。

“虽然氢内燃机在推广应用的过程中面临诸多挑战，但同时也应看到其广阔的发展前景。随着相关技术的持续进步与创新，上述难题将会逐步得到解决。未来，氢内燃机有望在卡车领域得到‘重用’，成为能源转型的重要推动力量。”姚春德最后说道。

内容来源：中国汽车报

责任编辑：龚淑娟

审　　核：李峥

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