零碳動力——氫內燃機能否有春暖花開時

面對交通領域“碳中和”使命,無碳的氫氣能源吸引了大量目光,一面是風風火火的氫燃料電池研發,一面是後知後覺的氫內燃機開發浪潮。氫燃料電池代表著綠色高效、暢享未來,氫內燃機代表著經濟可靠、使命召喚,氫內燃機真的可以為內燃機再續幾十載青春嗎?

零碳動力——氫內燃機能否有春暖花開時

動力天團·躍躍欲試

面對雙碳目標、“氫”風徐來、氫內燃機突然火熱,現在還有沒搞氫內燃機的廠家嗎!答案是否定的。

零碳動力——氫內燃機能否有春暖花開時

從國外到國內,每個內燃機巨頭都在有氫內燃機產品釋出,而且效能引數相當亮眼,

動力性、效率完全不輸柴油機

。康明斯、MAN、達夫、玉柴、濰柴、解放動力、東風。。。感覺柴油機可以不繼續開發,氫內燃機必須開發成功之勢!

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氫內燃機·挑戰巨大

內燃機發展了近一百五十年,為啥氫內燃機只有最近幾年才火了起來,除了“天時地利人和”之外,最大的原因莫過於氫內燃機的開發技術難度太大。

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資料表明

氫氣需要的點火能量僅僅是天然氣的十分之一、且燃燒速度極快極其不穩定,控制難度相當之大,稍有不慎,爆震回火隨之而來,火花塞、活塞、氣門等可能就會爆掉,為此氫氣發動機可靠性相挑戰很大,這些都需要氫氣內燃機燃燒機理基礎研究、和長期的發動機臺架測試和整車道路測試。

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氫氣分子是最小的氣體,氫氣供給相關的零部件也是很大挑戰,尤其是直噴氫氣噴嘴,氫氣高壓泵等。

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所以沒有好的零部件、控制系統、氫氣內燃機想開發好非常不易,目前涉及氫的核心零部件還都在夜以繼日開發中。

運營成本·暫時落後

目前氫內燃機運營經濟性相對柴油、天然氣落後主要是目前氫氣價格太高。眾所周知氫氣儲存、運輸、加註佔比氫氣成本極大。但是相對於氫燃料電池系統來說是有絕對優勢的,畢竟其採購成本是氫內燃機的十倍之多。

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目前氫氣價格都是在45元/kg左右,其實加註站的真實成本在80元/kg,基本都是靠補貼來支撐加註站的運營的。透過效率對比只有氫氣價格低於25元/公斤,才有機會和LNG發動機運營成本相當。

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氫氣是可再生能源,只要有電、有水,就會有源源不斷的氫氣產出,可以說取之不盡,用之不竭。

從長遠看氫氣價格一定會逐漸降低的,跌破10元也很有可能,屆時氫內燃機重卡運營成本將會是無敵。

氫內燃機·排放優勢明顯

氫氣作為最佳零碳燃料,CO2排放為零是其最大先天優勢,結合

目前的臺架研究測試資料、氫氣發動機有害排放汙染只有少許NOx產生。

零碳動力——氫內燃機能否有春暖花開時

這樣後處理可以用簡易的SCR系統或許透過噴少許尿素就可以解決掉,就可以輕鬆達到國七、甚至更高、相對天然氣和柴油的後處理簡單便宜。

從環保維度來說,氫內燃機是為傳統內燃機續命的最佳技術路線選擇。

氫內燃機·前程似錦

氫內燃機前途光明、但道路註定不平坦。

目前各大“動力天團”的工程師們還都在緊鑼密鼓在做研發,仍處在大量驗證測試開發階段。

據媒體報道重汽搭載濰柴氫發動機將會在2023年試運營,康明斯在北美也有大客戶今年底就要運營,歐洲也有DAF在嘗試儘快試運營,可以說好訊息不斷。

零碳動力——氫內燃機能否有春暖花開時

匹配氫內燃機汽車的產業化運營時代可能跟快到來,也許在2025年之前就會到來,只是運營成本相比柴油天然氣高的問題如何解決?

現階段也許只有像氫燃料電池一樣靠產業政策支援和補貼了,否則推廣起來可能會困難重重,尤其是重型商用車。

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