在重型商用車領(lǐng)域，氫內(nèi)燃機(jī)開始逐漸嶄露頭角。業(yè)內(nèi)有聲音表示，從長期發(fā)展路徑來看，長途牽引運(yùn)輸場景未來技術(shù)路線在2030年以前是以柴油和天然氣為主，氫內(nèi)燃機(jī)等技術(shù)為輔。

近日，經(jīng)過兩輪探索和開發(fā)，吉利汽車動力研究院已成功將自研的2.0L直噴增壓氫內(nèi)燃機(jī)(以下簡稱氫內(nèi)燃機(jī))熱效率提升至46.11%，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

氫內(nèi)燃機(jī)，也叫氫燃料發(fā)動機(jī)，以傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為基礎(chǔ)，通過改變?nèi)剂瞎?yīng)系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)以及燃料等，燃燒氫氣產(chǎn)生動力，從而驅(qū)動車輛的行駛。氫內(nèi)燃機(jī)具有多種燃料適應(yīng)性，也可以用氫氣與現(xiàn)有的天然氣、柴油或者汽油進(jìn)行摻混燃燒。

氫內(nèi)燃機(jī)保留了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的大部分零件氫內(nèi)燃機(jī)都可以通用，能夠更大幅度降低制造成本，用內(nèi)燃機(jī)來燃燒氫氣是實(shí)現(xiàn)氫能源的非常重要的方式。

今年兩會期間，全國人大代表，一汽解放大連柴油機(jī)有限公司裝配車間發(fā)動機(jī)裝調(diào)工、高級技師、首席技能大師鹿新弟呼吁，應(yīng)將氫內(nèi)燃機(jī)納入新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，支持氫內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)化推廣。

他表示，與氫燃料電池汽車相比，氫內(nèi)燃機(jī)成本低，有良好的燃料適應(yīng)能力，經(jīng)處理后可實(shí)現(xiàn)零碳零氮排放。

今年以來，國內(nèi)外已有多家企業(yè)開發(fā)測試氫內(nèi)燃機(jī)，并不斷傳出好消息。

今年2月底，在日本富士賽道舉行的Super Taikyu試運(yùn)行測試中，參賽者見證了豐田卡羅拉首次使用液氫燃料完成賽道測試。然而，在3月8日的測試中，搭載液氫發(fā)動機(jī)的卡羅拉在測試過程中著火，或會缺席3月18日舉行的超耐久(Super Taikyu)賽事。準(zhǔn)備參加賽事的卡羅拉搭載了以液氫為燃料的氫發(fā)動機(jī)，氣態(tài)氫管發(fā)生燃油泄漏，導(dǎo)致車輛起火，車輛無法行駛。該輛參賽的卡羅拉賽車安裝液氫儲罐，體積小巧，可填充量約為常規(guī)氣態(tài)氫的1.7倍。液態(tài)氫使用熱交換器蒸發(fā)變成氣體后，再利內(nèi)燃機(jī)燃燒。該車的前半部分和之前一樣，后半部分的液態(tài)氫燃料箱發(fā)生了明顯的變化，也是豐田在氫動力系統(tǒng)領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)。5月底，經(jīng)過重新改造后的液氫卡羅拉賽車圓滿完成富士24小時耐力賽，為豐田在液氫技術(shù)上的升級更新提供幫助。

3月25日，由中國工程院院士楊鳳田倡導(dǎo)的首款四座氫內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)在沈陽某機(jī)場完成首飛，此飛機(jī)搭載一汽集團(tuán)基于“紅旗”汽油機(jī)研發(fā)的國內(nèi)首款2.0L零排放增壓直噴氫內(nèi)燃機(jī)，是我國自主研制的第一架以氫內(nèi)燃機(jī)為動力的通航飛機(jī)。該飛機(jī)使用高壓氣態(tài)儲氫，儲氫重量4.5kg，巡航速度180km/h，氫內(nèi)燃機(jī)最大熱效率大于43%，綜合熱效率大于40%，留空時間大于1小時。沈陽航空航天大學(xué)表示，通過四座氫內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)的成功首飛，驗(yàn)證了氫內(nèi)燃機(jī)作為航空動力的可行性，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)氫動力飛機(jī)研制打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

6月初，由玉柴開發(fā)的首款低成本高效率高可靠零碳燃?xì)浒l(fā)電動力系統(tǒng)在重慶點(diǎn)火成功。目前玉柴低成本長壽命零碳?xì)淙剂蟽?nèi)燃機(jī)發(fā)電動力系統(tǒng)的氫電轉(zhuǎn)化效率可達(dá)14.2kWh/kg，后續(xù)將不斷提升氫發(fā)動機(jī)熱效率及發(fā)電效率，升級開發(fā)更加高效的氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。

與氫燃料電池相比，氫內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)更為明顯。氫燃料電池具有效率高、零排放的優(yōu)點(diǎn)，但其技術(shù)難度大，成本高，依賴于基礎(chǔ)設(shè)施。并且燃料電池要求的氫氣純度至少達(dá)到99.97%以上，而氫內(nèi)燃機(jī)的對氫的純度幾乎沒有要求。因此，氫內(nèi)燃機(jī)的氫氣成本遠(yuǎn)低于氫燃料電池。

氫內(nèi)燃機(jī)保留了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，通過燃燒方式轉(zhuǎn)化能量，主要產(chǎn)物是水，具有與燃料電池接近的熱效率，可以實(shí)現(xiàn)近零排放、具有低成本的顯著優(yōu)勢。因此，氫內(nèi)燃機(jī)被汽車行業(yè)公認(rèn)為是氫能用于汽車的最具現(xiàn)實(shí)意義的技術(shù)選擇路徑。

當(dāng)下，氫燃料電池及氫內(nèi)燃機(jī)成為氫能利用兩大主流。在“碳達(dá)峰碳中和”的目標(biāo)催促之下，氫能產(chǎn)業(yè)的風(fēng)口已經(jīng)來臨。然而，如何高效低成本的利用氫氣正在成為技術(shù)攻克的一大難關(guān)。因其轉(zhuǎn)換效率以及摻氫燃燒等特點(diǎn)，氫內(nèi)燃機(jī)在長途重型車輛等運(yùn)維場景中逐漸顯出優(yōu)勢。

未來，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)成本進(jìn)一步降低后，或許氫能重卡、礦卡等重型車輛會首先選擇搭載氫內(nèi)燃機(jī)，屆時氫內(nèi)燃機(jī)市場將“風(fēng)云迭起”。