氫內燃機的集中出現 , 似乎預示著汽車行業(yè)在實現零排放目標過程中，繼純電動、氫燃料電池后 " 第三條 " 技術路線的可能。

 

今年 11 月初，北汽宣布首臺氫內燃機完成試制、裝配，隨后北汽研究總院與北京工業(yè)大學成立聯(lián)合工作小組在北工大實驗室共同開展燃燒開發(fā)工作。而在早些時候，一汽、廣汽、長城及濰柴等自主整車和零部件企業(yè)也相繼發(fā)布了相關技術、規(guī)劃。

 

" 氫內燃機能夠在最大化利用內燃機成熟工業(yè)基礎的前提下，實現接近氫燃料電池的減排目的，大幅降低研發(fā)成本和時間。" 有業(yè)內技術人士分析認為，" 這一路線被很多車企看重并積極嘗試，并非沒有道理。"

 

低成本 + 混動技術 致氫內燃機重回賽道

 

所謂氫內燃機，即把氫氣充進氣缸，氫氣在氣缸內燃燒做功。我國自主研制的第一臺氫內燃機由長安在 2007 年打造，距今已 15 年。如今，在雙碳目標之下，這一一度被束之高閣的技術路線因較低的開發(fā)使用成本和混動技術的成熟，又重返賽道。

 

"（氫內燃機的開發(fā)）基本可沿用現有產業(yè)鏈，然后在重點零部件部分進行重新開發(fā)，如噴油器、增壓器等涉及氫脆的部件。" 北汽研究總院動力中心主任張艷青告訴財聯(lián)社記者，" 與氫燃料電池相比，氫內燃機在自身成本、使用成本、耐久性等方面有優(yōu)勢；其次，與傳統(tǒng)汽油機相比，氫能發(fā)動機熱效率更高，更適用于混動場景。"

 

拋開少部分技術差異，氫內燃機本質上即是一臺內燃機，車企基于已量產內燃機升級改造后，實現 " 低成本 " 的同時規(guī)避了氫燃料電池的 " 高成本 " 劣勢，且與鋰電池結合后，還能通過混動模式一定程度上解決效率偏低造成的續(xù)航問題。

 

除了北汽，同樣在對氫內燃機進行研發(fā)的廣汽，也把目光投向了氫內燃機與鋰電結合的混動模式。

 

"（廣汽）設計的高效增壓系統(tǒng)降低了換氣阻力，提升了充氣效率，并拓展了氫氣發(fā)動機的稀薄燃燒極限，同時開發(fā)的氫氣發(fā)動機專用管理系統(tǒng)，最終實現了氫氣發(fā)動機的穩(wěn)定運行和優(yōu)越的性能輸出，目標有效熱效率將突破 44%，與傳統(tǒng)高效汽柴油機熱效率水平相當。" 廣汽研究院相關人士告訴財聯(lián)社記者，" 氫發(fā)動機若進一步使用混合動力系統(tǒng)后，通過整車工況點運行適應性調整，系統(tǒng)效率可以進一步提高。"

 

兩種技術的結合，一定程度上解決了氫內燃機熱效率偏低的 " 先天不足 "。安徽明天氫能科技創(chuàng)始人、董事長王朝云向財聯(lián)社記者表示，氫內燃機是在純電動、氫燃料電池之外的一條技術路線，但該路線并不完美，存在一些需要解決的技術問題，比如熱效率偏低等。

 

雙線并行 或加速氫能產業(yè)規(guī)劃目標實現

 

雖然目前行業(yè)已通過混動技術彌補了氫內燃機熱效率偏低的短板，但其固有的特性，仍在一定程度上制約著其商業(yè)化進程。

 

氫燃料電池被廣泛共識為未來重要的技術路線，核心因素之一是其燃燒產物只有水，沒有任何有害、污染物質。然而，氫內燃機加上 " 內燃機 " 三個字后，污染成為了關鍵命題——雖然氫氣和氧氣反應后會形成水，但這只發(fā)生在理想的純氧狀態(tài)，氫內燃機在高溫工作時，會生成 NOx，即氮氧化合物。

 

" 氫內燃機通過燃燒做功的機理導致存在一定的排放，包括 NOx 排放和潤滑油帶來的少量顆粒和碳氫排放。" 張艷青并不否認這種排放問題的存在，"（北汽的解決方式是）配合燃燒控制策略和后處理系統(tǒng)，使得氫內燃機可以做到‘準零排放’。"

 

與北汽相仿，上述廣汽研究院相關人士亦表示，廣汽氫發(fā)動機采用超稀薄燃燒模式，大幅降低了氮氧化物的排放。" 從目前測試結果來看，完全滿足國六甚至更高的排放要求，若采用 SCR 系統(tǒng)可將排放降低到零環(huán)境影響的程度。" 該人士表示。

 

通過技術收到在解決排放問題后，氫內燃機似乎有了與當前商業(yè)化程度更高的氫燃料電池路線同臺競技的機會。

 

今年 3 月，國家發(fā)改委、國家能源局正式印發(fā)了《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃 （ 2021-2035 年 ） 》，明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分的戰(zhàn)略定位 , 和氫能產業(yè)的中長期發(fā)展目標。在這一背景下，氫燃料電池和氫內燃機兩種技術路線的并行發(fā)展，都有利于這一規(guī)劃目標的實現。

 

" 從使用角度來看，燃料電池需要吃‘細糧’，要求氫氣的純度達到 99.99%。而氫內燃機則沒那么‘嬌貴’，對氫氣的純度沒有特別要求，而且在高負荷區(qū)具有較高的綜合效率。對于承擔貨物運輸的中重卡來說，氫內燃機是更經濟且更高效的選擇。" 天津大學教授姚春德對兩種不同技術路線的應用場景予以了展望。

 

財聯(lián)社 11 月 11 日訊（記者 張屹鵬）