氢内燃机卡车 碳中和背景下的又一风口

【卡车之家 原创】氢内燃机可以简单的理解为烧氢气的发动机。和目前十分火爆的氢燃料电池原理不同，氢内燃机基本原理与普通天然气发动机 一样，按照吸气—压缩—做功—排气4个冲程来完成化学能向机械能的转化，只是氢内燃机里的燃料是氢气。

长城研发的氢内燃机

●  为什么氢内燃机忽然热门了起来 碳中和政策是主要原因

氢内燃机的历史可以追溯到1807年，当时瑞士人伊萨克·代·李瓦茨研发了第一款单缸氢气内燃机。上世纪70年代后，苏联、德国、日本、美国、中国都有氢内燃机的技术投入，但是离占据主流还有相当长的距离，更多是实验室产品和概念车。

近两年，氢内燃机突然火爆，不少品牌开始重启这一项目，和全球性的碳中和政策脱不开关系。考虑到可靠性、成本、经济性，氢内燃机是一个非常有吸引力的零二氧化碳商用车动力总成技术解决方案，也是降低对石油依赖的重要方案。

曼恩的氢内燃机

目前欧洲几乎所有的主流商用车主机厂都在关注或者已经开始对氢气发动机的可行性研究，已经成立了包括主机厂、关键零部件等22家企业的氢气发动机联盟。比如曼恩计划在2021年正式推出样车。2023年或2024年讲首批车辆交给用户试运营。

2021年7月16日下午，国新办就2021年上半年中央企业经济运行情况举行新闻发布会。国务院国资委秘书长、新闻发言人彭华岗介绍，超过三分之一的中央企业已经在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链布局，取得了一批技术研发和示范应用成果。如长城汽车已经有成品的氢内燃机发布。

●  氢内燃机是如何运作的 它的优缺点是什么

在结构上氢内燃机和天然气发动机非常相似

氢内燃机的供氢系统与氢燃料电池车相同。发动机本体与天然气发动机类似，增加了氢气喷射系统，后处理主要处理氮氧化物，总体技术可靠性高，成本低，还能对现有车辆进行改装升级，在环保方面潜力很大。

同时，氢内燃机使用的燃料氢气，对纯度的要求不高，可以直接使用工业副产氢，不需要进一步的提纯，进一步降低了成本。（氢燃料电池对于氢的纯度就有一定的要求。）

另外，氢内燃机比氢燃料电池更加适应高负荷运行工况，更适用于重载、非道路、建筑和专用商用车。

除了优点外，氢内燃机目前一样存在着问题。由于氢气的点火能量低、燃烧速度快、燃烧温度高等特性，因此氢内燃机易发生早燃、回火和NOx排放高等缺点。另外制氢污染、储运成本高等问题同样限制着氢内燃机的发展。

●  氢燃料卡车是不是转移污染 绿氢又是什么

目前技术水平下，氢燃料车依旧存在污染转移的情况

关于新能源车，一直有怎么一个说话，其实它们并不环保，只是将污染进行了转移。对于氢内燃机和氢燃料电池来说，都存在这个问题。

因为目前氢气提炼的工艺主要有甲醇制氢、水电解制氢、天然气制氢三种，其中天然气制氢占据绝对主流。而天然气制氢，在生产过程中会产生大量的二氧化碳，对环境不友好。因此这种方式生产的氢气也被称为棕色、灰色或者蓝色氢气。

与之相对应的就是在生产过程中基本不会产生温室气体的绿色氢气，主要是由可再生能源水电解制氢获得。这种模式生产原材料和能源都是可再生资源，对环境友好，但是这种模式需要耗费大量的电能，缺乏成本竞争力。

●  编后语

在全球碳中和的背景下，氢燃料电池卡车成为了行业新的宠儿，氢内燃机作为一个很好的补充手段也开始受到行业的重视。虽然现在还没有太多的影响力，但是未来几年，相关产品和技术肯定会有一个爆发式的呈现，让我们拭目以待。（文/钟丹军）