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

 

今年 11 月初，北汽宣布首臺氫內(nèi)燃機完成試制、裝配，隨后北汽研究總院與北京工業(yè)大學(xué)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(guān)技術(shù)、規(guī)劃。

 

" 氫內(nèi)燃機能夠在最大化利用內(nèi)燃機成熟工業(yè)基礎(chǔ)的前提下，實現(xiàn)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(nèi)技術(shù)人士分析認(rèn)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(shù) 致氫內(nèi)燃機重回賽道

 

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

 

"（氫內(nèi)燃機的開發(fā)）基本可沿用現(xiàn)有產(chǎn)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(nèi)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(shù)差異，氫內(nèi)燃機本質(zhì)上即是一臺內(nèi)燃機，車企基于已量產(chǎn)內(nèi)燃機升級改造后，實現(xiàn) " 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(jié)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(nèi)燃機進行研發(fā)的廣汽，也把目光投向了氫內(nèi)燃機與鋰電結(jié)合的混動模式。

 

"（廣汽）設(shè)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(xiàn)了氫氣發(fā)動機的穩(wěn)定運行和優(yōu)越的性能輸出，目標(biāo)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(dāng)。" 廣汽研究院相關(guān)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(yīng)性調(diào)整，系統(tǒng)效率可以進一步提高。"

 

兩種技術(shù)的結(jié)合，一定程度上解決了氫內(nèi)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(nèi)燃機是在純電動、氫燃料電池之外的一條技術(shù)路線，但該路線并不完美，存在一些需要解決的技術(shù)問題，比如熱效率偏低等。

 

雙線并行 或加速氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃目標(biāo)實現(xiàn)

 

雖然目前行業(yè)已通過混動技術(shù)彌補了氫內(nèi)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(shù)路線，核心因素之一是其燃燒產(chǎn)物只有水，沒有任何有害、污染物質(zhì)。然而，氫內(nèi)燃機加上 " 內(nèi)燃機 " 三個字后，污染成為了關(guān)鍵命題——雖然氫氣和氧氣反應(yīng)后會形成水，但這只發(fā)生在理想的純氧狀態(tài)，氫內(nèi)燃機在高溫工作時，會生成 NOx，即氮氧化合物。

 

" 氫內(nèi)燃機通過燃燒做功的機理導(dǎo)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?xì)渑欧拧?quot; 張艷青并不否認(rèn)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(nèi)燃機可以做到‘準(zhǔn)零排放’。"

 

與北汽相仿，上述廣汽研究院相關(guān)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(jié)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(shù)收到在解決排放問題后，氫內(nèi)燃機似乎有了與當(dāng)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)的中長期發(fā)展目標(biāo)。在這一背景下，氫燃料電池和氫內(nèi)燃機兩種技術(shù)路線的并行發(fā)展，都有利于這一規(guī)劃目標(biāo)的實現(xiàn)。

 

" 從使用角度來看，燃料電池需要吃‘細(xì)糧’，要求氫氣的純度達(dá)到 99.99%。而氫內(nèi)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(fù)荷區(qū)具有較高的綜合效率。對于承擔(dān)貨物運輸?shù)闹兄乜▉碚f，氫內(nèi)燃機是更經(jīng)濟且更高效的選擇。" 天津大學(xué)教授姚春德對兩種不同技術(shù)路線的應(yīng)用場景予以了展望。

 

財聯(lián)社 11 月 11 日訊（記者 張屹鵬）