近日，國(guó)內(nèi)外多家商用車(chē)企業(yè)公布了氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的最新進(jìn)展。曾經(jīng)被冷凍了許久的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，瞬間成為市場(chǎng)關(guān)注的重點(diǎn)。

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)為何會(huì)成為各大商用車(chē)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)？氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能如何？能否扛起國(guó)內(nèi)商用車(chē)節(jié)能減排的重任，都值得各方的關(guān)注。

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中國(guó)并不落后

和在燃料電池技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)在核心技術(shù)上明顯落后于豐田、現(xiàn)代和加拿大的巴拉德不同，在氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，國(guó)內(nèi)企業(yè)在商業(yè)化應(yīng)用方面甚至走在國(guó)外巨頭的前列。

近日，上海新動(dòng)力的直噴式氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火成功。該款發(fā)動(dòng)機(jī)排量12.8升，設(shè)計(jì)最大馬力480馬力，采用領(lǐng)先的缸內(nèi)氫氣直噴技術(shù)，熱效率高達(dá)44%。更早一些，一汽的重型商用車(chē)缸內(nèi)直噴氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)同樣成功點(diǎn)火。

這款發(fā)動(dòng)機(jī)屬于13L重型發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)功率超500馬力，同級(jí)排量動(dòng)力最強(qiáng)，指示熱效率突破55%。

尤其值得一提的是，這款發(fā)動(dòng)機(jī)具備氫氣單燃料缸內(nèi)直噴、氫氣單燃料缸內(nèi)和氣道混合噴射、氨氣和氫氣雙燃料噴射能力，可靈活轉(zhuǎn)化成氫氣、氨氣等凈零碳燃料。

在商業(yè)化落地方面，由中國(guó)重汽和濰柴聯(lián)合開(kāi)發(fā)的13L氫內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)部署在了中國(guó)重汽全新一代黃河品牌高端重卡上。按照規(guī)劃，黃河重卡將被部署到港口、鋼廠、工業(yè)園區(qū)等多個(gè)具備相對(duì)固定行駛路線的場(chǎng)景中。

海外車(chē)企在氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)上也在快馬加鞭。在燃料電池方面領(lǐng)先的豐田汽車(chē)，聯(lián)合了日野、五十鈴、電裝、商用日本伙伴關(guān)系技術(shù)公司（CJPT）5 家企業(yè)共同研發(fā)氫內(nèi)燃機(jī)。

其中，CJPT，是一家日本商用車(chē)領(lǐng)域的合資公司，由豐田控股 60%，日野、大發(fā)、五十鈴、鈴木各自持股 10%。

對(duì)于豐田來(lái)說(shuō)，在燃料電池方面，其雖然已經(jīng)投產(chǎn)了乘用車(chē) Mirai，并與日野聯(lián)合推出了氫燃料電池巴士。

不過(guò)由于燃料電池技術(shù)本身成本較高，且加氫基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)依然是一個(gè)難題，所有將目光轉(zhuǎn)向氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)是豐田給自己找尋的一個(gè)備選方案。

此外，像寶馬和福特也曾先后開(kāi)發(fā)過(guò)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。尤其是寶馬，在2007年曾經(jīng)推出過(guò)一款氫燃料內(nèi)燃機(jī)Hydrogen 7，不過(guò)由于彼時(shí)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率不高，200公里的續(xù)航讓寶馬在生產(chǎn)了100輛之后就宣告放棄。

福特目前也正在研發(fā)渦輪增壓直噴氫燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，計(jì)劃推出V8版本供野馬等跑車(chē)使用。作為歐美商用車(chē)巨頭，康明斯也在今年5月對(duì)外展示了一款15L氫燃料內(nèi)燃機(jī)，但是具體的參數(shù)并沒(méi)有對(duì)外公布過(guò)。

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大優(yōu)勢(shì)

和燃料電池技術(shù)相比，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在成本上擁有非常巨大的優(yōu)勢(shì)。

據(jù)某些機(jī)構(gòu)測(cè)算，由于燃料電池中間包括鉑在內(nèi)的貴金屬也不再需要，因此氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的成本僅僅只有燃料電池的1/10甚至1/20，這也是對(duì)整車(chē)企業(yè)的吸引力所在。

在碳達(dá)峰和碳中和的大背景下，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)重新得到整車(chē)企業(yè)的垂青并不出人意料之外。畢竟和燃料電池技術(shù)一樣，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)同樣也是一種完完全全零排放的技術(shù)。

還有一點(diǎn)需要著重指出的是，使用氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，能夠?qū)F(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)的絕大部分零部件進(jìn)行沿用。

這也就意味著廠家無(wú)須再投入巨資重現(xiàn)建設(shè)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈，甚至原有內(nèi)燃機(jī)的控制軟件也可以被繼續(xù)使用，更多只是需要對(duì)相關(guān)參數(shù)重新標(biāo)定一下就可以了。

對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)企來(lái)說(shuō)，使用氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)也避免對(duì)燃料電池這項(xiàng)新技術(shù)的投入，也可以避免由此帶來(lái)的投資風(fēng)險(xiǎn)。

在政策層面，國(guó)家對(duì)于氫燃料內(nèi)燃機(jī)雖然沒(méi)有直接的補(bǔ)貼政策，但是由于氫燃料內(nèi)燃機(jī)并沒(méi)有和現(xiàn)有的節(jié)能減排相違背。

因此在包括工業(yè)和信息化部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》的諸多文件中，并沒(méi)有將氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)剔除在外。

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的劣勢(shì)

凡事皆有兩面性，對(duì)于氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其有很多優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然也有明顯的短板。其中最大的問(wèn)題在于氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率較低。這不是氫燃料自身的問(wèn)題，而是目前內(nèi)燃機(jī)燃燒循環(huán)自身效率不高帶來(lái)的問(wèn)題。

以上文所說(shuō)的寶馬Hydrogen 7為例，由于燃燒效率較低，該款車(chē)型的續(xù)航里程只有200公里。這個(gè)里程數(shù)，即便是和純電動(dòng)汽車(chē)相比也是相去甚遠(yuǎn)，會(huì)極大地影響普通消費(fèi)者的使用。

在燃燒效率之外，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)還有早燃、回火、爆震、污染物排放等問(wèn)題。其中氮氧化物排放較高，需要更高成本的后處理系統(tǒng)來(lái)解決；由于氫比較容易“逃逸”，因此需要在密封、高壓方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

和燃燒效率低相比，這些難題僅需要在工程層面做出改變即可，并不是阻礙氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的主要難題。

不過(guò)，燃料電池技術(shù)會(huì)遇到的加氫站的建設(shè)布局問(wèn)題，對(duì)于氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)同樣存在。成本高昂的加氫站的建設(shè)，以及不低的制氫成本，同樣也是氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)直面的問(wèn)題。

在多條新能源技術(shù)路線中，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)都非常明顯。不過(guò)相比于燃料電池，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在成本上有著巨大優(yōu)勢(shì)，且同樣可以實(shí)現(xiàn)“零排放”的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其前景不容小覷。