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纯电、混动、燃料电池“夹击”下,氢内燃机还有没有“搞头”?

钛度号
规模化应用面临三重挑战。

文 | 华夏能源网

华夏能源网&华夏氢能获悉,近日,潍柴动力(SH:000338)和一汽解放(SZ:000800)自主研发的WP15缸内直喷重型氢内燃机和CA6HV3重型氢内燃机分别通过了环保排放认证试验。

潍柴动力表示,这是海内外首款满足国六法规的氢内燃机产品。一汽解放称,这是行业首个“双零排放”氢内燃机产品。

氢内燃机是以氢气为燃料的内燃机,工作原理与传统汽油机相似,通过燃烧氢气产生动力。其与氢燃料电池并列,是氢能利用的重要技术之一。

虽然人们对氢内燃机的研究要比对氢燃料电池的研究早约30年,但因其在燃烧速度、热效率以及存储方面存在短板,长期未能走出实验室,发展落后于氢燃料电池技术,更不用和新能源汽车领域的纯电、混动等技术相比了。

近年来,伴随着全球能源转型加速,氢能备受关注,川崎、丰田、潍柴、广西玉柴等行业知名企业均加大了对氢内燃机的研究。此次潍柴动力和一汽解放的氢内燃机产品通过环保认证,是氢内燃机发展的一个重要阶段性成果。

氢内燃机优势明显

氢内燃机在近年来再受重视,主要得益于其清洁、环保特性。

首先,氢内燃机燃烧氢气,化学反应的产物是水,它不会产生化石燃料燃烧时的二氧化碳,对缓解全球变暖有直接助益。

其次,除了不排放碳,氢内燃机还实现了“污染物近零排放”。氢内燃机目前通过“稀薄燃烧”等核心技术,可将氮氧化物排放降至极低水平。以一汽解放CA6HV3为例,其氮氧化物排放量仅为国六标准限值的5%。

还有重要的一点,氢内燃机可沿用现有传统内燃机80%以上的零部件和生产链,这不仅大幅降低了新产线建设带来的碳排放,也会大大降低产线改造成本以及后续的维修、保养成本。

此外,从全产业链来看,氢内燃机还能利用工业副产氢,因为其对氢气的纯度要求并不高,它可将原本被浪费的氢气“变废为宝”用于发电,实现减排与能源利用的双重收益。

另外,政策支持力度的进一步加大也为氢内燃机的发展提供了动力。

今年3月初,《氢能综合应用试点资金支持标准》发布。文件提到,对试点期内推广应用符合技术要求的氢动力轨道机车、船舶、矿卡、叉车、两轮车、航空器、备用电源、热电联供、氢储能发电等,按照燃料电池系统(或氢内燃机、氢涡轮等动力系统)额定功率计算奖励积分。

4月,生态环境部联合市场监管总局发布《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》修改单,氢内燃机被正式纳入标准体系。这就意味着,氢内燃机获得了一张“准生证”。

场景广阔但还在技术验证

尽管氢内燃机已经显示出了强大的发展潜力,但是距离实际应用,还有很长一段路要走。从应用场景来看,主要有三大类,但目前大部分还仅处于技术验证阶段。

一是中重型商用车领域。潍柴动力早在2024年联合中国重汽发布了全国首台商业化氢内燃机重卡黄河X7。庆铃集团于2026年5月全球首发了氢内燃机增程重卡。近期解放“星熠”J6V 49吨牵引车完成了超10万公里整车可靠性验证,其间覆盖了干线物流、重载爬坡、高温高寒、频繁启停等真实运营工况。

第二大场景是发电领域。潍柴动力氢内燃机发电机组已实现国内首次纯氢发电并网稳定运行,落地于无锡华光环能微电网示范项目,配套的WP13氢内燃机将转速波动精准控制在±3r/min以内;湖北投入了国内首台自主品牌氢内燃机发电机组进行商业示范运营,功率350千瓦,发电效率达到44%;位于北京亦庄的全球首个氢内燃机批量发电项目——中关村道依茨氢气内燃机发电示范项目于2024年9月11日正式点火。

三是船舶与工程机械场景。由华灿科船舶技术(上海)有限公司牵头研制的全球首艘“氢内燃机+有机液态储氢”动力系统示范船舶“红旗氢能1号”已于2026年启动建造,预计2026年底下水试航。广西玉柴的氢内燃机已在长途牵引车、港口自卸车等领域开展示范应用;在特种车辆方面,搭载广西玉柴氢内燃机的洒水车已在河北沧州正式投入作业。

华夏能源网注意到,这几大场景的技术验证已基本完成,但商业化订单尚未放量。这与氢燃料电池当前“有订单、有交付、有运营”的状态形成了鲜明对比。

规模化应用面临三重挑战

截至目前,氢内燃机产品‌尚未出现大规模商业化交付订单‌,这也影响了行业信心。

以商业化进度最快的商用车氢能重卡来看,潍柴动力至今未披露过具体订单数量和金额;今年7月1日,一汽解放与广东云韬氢能科技有限公司签署战略合作协议,双方约定将推进3000台氢能重卡的批量销售与落地应用,但何时能够落地还是个问号。

华夏能源网注意到,规模化应用缓慢背后,是氢内燃机商业化运用面临的三重制约。

首先,要想真正实现源头的“净零排放”,需要使用绿氢。然而绿氢的制备、储运成本依然很高。即便氢内燃机对氢气纯度要求低于燃料电池,燃料成本仍是规模化应用的最大障碍。

第二,加氢基础设施严重不足。重卡跑干线、船舶跑航道,都需要沿途有足够的加氢网络支撑,而目前全国加氢站不过数百座,且高度集中于少数示范城市群。

第三,氢内燃机自身的技术短板也尚未完全攻克,回火、爆震、早燃等问题仍是行业顽疾,热效率与燃料电池相比也有一定差距。据了解,氢内燃机目前的热效率最高可达46.8%,而氢燃料电池可达60%。

这三重制约,成本、基础设施、技术三者互为掣肘,任何一个环节卡住,氢内燃机商用都难以实现规模化。

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