氫內(nèi)燃機(jī)的集中出現(xiàn) , 似乎預(yù)示著汽車行業(yè)在實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)過(guò)程中，繼純電動(dòng)、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(tái)氫內(nèi)燃機(jī)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(shí)驗(yàn)室共同開展燃燒開發(fā)工作。而在早些時(shí)候，一汽、廣汽、長(zhǎng)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(jī)能夠在最大化利用內(nèi)燃機(jī)成熟工業(yè)基礎(chǔ)的前提下，實(shí)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(shí)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(méi)有道理。"
低成本 + 混動(dòng)技術(shù) 致氫內(nèi)燃機(jī)重回賽道
所謂氫內(nèi)燃機(jī)，即把氫氣充進(jìn)氣缸，氫氣在氣缸內(nèi)燃燒做功。我國(guó)自主研制的第一臺(tái)氫內(nèi)燃機(jī)由長(zhǎng)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(dòng)技術(shù)的成熟，又重返賽道。
"（氫內(nèi)燃機(jī)的開發(fā)）基本可沿用現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈，然后在重點(diǎn)零部件部分進(jìn)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(dòng)力中心主任張艷青告訴財(cái)聯(lián)社記者，" 與氫燃料電池相比，氫內(nèi)燃機(jī)在自身成本、使用成本、耐久性等方面有優(yōu)勢(shì)；其次，與傳統(tǒng)汽油機(jī)相比，氫能發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率更高，更適用于混動(dòng)場(chǎng)景。"
拋開少部分技術(shù)差異，氫內(nèi)燃機(jī)本質(zhì)上即是一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，車企基于已量產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)升級(jí)改造后，實(shí)現(xiàn) " 低成本 " 的同時(shí)規(guī)避了氫燃料電池的 " 高成本 " 劣勢(shì)，且與鋰電池結(jié)合后，還能通過(guò)混動(dòng)模式一定程度上解決效率偏低造成的續(xù)航問(wèn)題。
除了北汽，同樣在對(duì)氫內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行研發(fā)的廣汽，也把目光投向了氫內(nèi)燃機(jī)與鋰電結(jié)合的混動(dòng)模式。
"（廣汽）設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)的稀薄燃燒極限，同時(shí)開發(fā)的氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)專用管理系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)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(jī)熱效率水平相當(dāng)。" 廣汽研究院相關(guān)人士告訴財(cái)聯(lián)社記者，" 氫發(fā)動(dòng)機(jī)若進(jìn)一步使用混合動(dòng)力系統(tǒng)后，通過(guò)整車工況點(diǎn)運(yùn)行適應(yīng)性調(diào)整，系統(tǒng)效率可以進(jìn)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(jī)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(zhǎng)王朝云向財(cái)聯(lián)社記者表示，氫內(nèi)燃機(jī)是在純電動(dòng)、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(wèn)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(shí)現(xiàn)
雖然目前行業(yè)已通過(guò)混動(dòng)技術(shù)彌補(bǔ)了氫內(nèi)燃機(jī)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(jìn)程。
氫燃料電池被廣泛共識(shí)為未來(lái)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(méi)有任何有害、污染物質(zhì)。然而，氫內(nèi)燃機(jī)加上 " 內(nèi)燃機(jī) " 三個(gè)字后，污染成為了關(guān)鍵命題——雖然氫氣和氧氣反應(yīng)后會(huì)形成水，但這只發(fā)生在理想的純氧狀態(tài)，氫內(nèi)燃機(jī)在高溫工作時(shí)，會(huì)生成 NOx，即氮氧化合物。
" 氫內(nèi)燃機(jī)通過(guò)燃燒做功的機(jī)理導(dǎo)致存在一定的排放，包括 NOx 排放和潤(rùn)滑油帶來(lái)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(wèn)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(jī)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(dòng)機(jī)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(cè)試結(jié)果來(lái)看，完全滿足國(guó)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(guò)技術(shù)收到在解決排放問(wèn)題后，氫內(nèi)燃機(jī)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(tái)競(jìng)技的機(jī)會(huì)。
今年 3 月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局正式印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃 （ 2021-2035 年 ） 》，明確了氫能是未來(lái)國(guó)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(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)。在這一背景下，氫燃料電池和氫內(nèi)燃機(jī)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(shí)現(xiàn)。
" 從使用角度來(lái)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(jī)則沒(méi)那么‘嬌貴’，對(duì)氫氣的純度沒(méi)有特別要求，而且在高負(fù)荷區(qū)具有較高的綜合效率。對(duì)于承擔(dān)貨物運(yùn)輸?shù)闹兄乜▉?lái)說(shuō)，氫內(nèi)燃機(jī)是更經(jīng)濟(jì)且更高效的選擇。" 天津大學(xué)教授姚春德對(duì)兩種不同技術(shù)路線的應(yīng)用場(chǎng)景予以了展望。
財(cái)聯(lián)社 11 月 11 日訊（記者 張屹鵬）
