氢内燃机市场观察：成本低是优势，长续航是考验

在重型商用车领域，氢内燃机开始逐渐崭露头角。业内有声音表示，从长期发展路径来看，长途牵引运输场景未来技术路线在2030年以前是以柴油和天然气为主，氢内燃机等技术为辅。

近日，经过两轮探索和开发，吉利汽车动力研究院已成功将自研的2.0L直喷增压氢内燃机(以下简称氢内燃机)热效率提升至46.11%，达到行业领先水平。

氢内燃机，也叫氢燃料发动机，以传统内燃机为基础，通过改变燃料供应系统、喷射系统以及燃料等，燃烧氢气产生动力，从而驱动车辆的行驶。氢内燃机具有多种燃料适应性，也可以用氢气与现有的天然气、柴油或者汽油进行掺混燃烧。

氢内燃机保留了传统内燃机的主要结构和系统，传统内燃机的大部分零件氢内燃机都可以通用，能够更大幅度降低制造成本，用内燃机来燃烧氢气是实现氢能源的非常重要的方式。

今年两会期间，全国人大代表，一汽解放大连柴油机有限公司装配车间发动机装调工、高级技师、首席技能大师鹿新弟呼吁，应将氢内燃机纳入新能源汽车产业发展规划，支持氢内燃机产业化推广。

他表示，与氢燃料电池汽车相比，氢内燃机成本低，有良好的燃料适应能力，经处理后可实现零碳零氮排放。

今年以来，国内外已有多家企业开发测试氢内燃机，并不断传出好消息。

今年2月底，在日本富士赛道举行的Super Taikyu试运行测试中，参赛者见证了丰田卡罗拉首次使用液氢燃料完成赛道测试。然而，在3月8日的测试中，搭载液氢发动机的卡罗拉在测试过程中着火，或会缺席3月18日举行的超耐久(Super Taikyu)赛事。准备参加赛事的卡罗拉搭载了以液氢为燃料的氢发动机，气态氢管发生燃油泄漏，导致车辆起火，车辆无法行驶。该辆参赛的卡罗拉赛车安装液氢储罐，体积小巧，可填充量约为常规气态氢的1.7倍。液态氢使用热交换器蒸发变成气体后，再利内燃机燃烧。该车的前半部分和之前一样，后半部分的液态氢燃料箱发生了明显的变化，也是丰田在氢动力系统领域的一项新技术。5月底，经过重新改造后的液氢卡罗拉赛车圆满完成富士24小时耐力赛，为丰田在液氢技术上的升级更新提供帮助。

3月25日，由中国工程院院士杨凤田倡导的首款四座氢内燃机飞机验证机在沈阳某机场完成首飞，此飞机搭载一汽集团基于“红旗”汽油机研发的国内首款2.0L零排放增压直喷氢内燃机，是我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机。该飞机使用高压气态储氢，储氢重量4.5kg，巡航速度180km/h，氢内燃机最大热效率大于43%，综合热效率大于40%，留空时间大于1小时。沈阳航空航天大学表示，通过四座氢内燃机飞机验证机的成功首飞，验证了氢内燃机作为航空动力的可行性，攻克了一系列关键技术，为后续氢动力飞机研制打下坚实基础。

6月初，由玉柴开发的首款低成本高效率高可靠零碳燃氢发电动力系统在重庆点火成功。目前玉柴低成本长寿命零碳氢燃料内燃机发电动力系统的氢电转化效率可达14.2kWh/kg，后续将不断提升氢发动机热效率及发电效率，升级开发更加高效的氢内燃机发电系统。

与氢燃料电池相比，氢内燃机的优点更为明显。氢燃料电池具有效率高、零排放的优点，但其技术难度大，成本高，依赖于基础设施。并且燃料电池要求的氢气纯度至少达到99.97%以上，而氢内燃机的对氢的纯度几乎没有要求。因此，氢内燃机的氢气成本远低于氢燃料电池。

氢内燃机保留了传统内燃机的主要结构和系统，通过燃烧方式转化能量，主要产物是水，具有与燃料电池接近的热效率，可以实现近零排放、具有低成本的显著优势。因此，氢内燃机被汽车行业公认为是氢能用于汽车的最具现实意义的技术选择路径。

当下，氢燃料电池及氢内燃机成为氢能利用两大主流。在“碳达峰碳中和”的目标催促之下，氢能产业的风口已经来临。然而，如何高效低成本的利用氢气正在成为技术攻克的一大难关。因其转换效率以及掺氢燃烧等特点，氢内燃机在长途重型车辆等运维场景中逐渐显出优势。

未来，当内燃机成本进一步降低后，或许氢能重卡、矿卡等重型车辆会首先选择搭载氢内燃机，届时氢内燃机市场将“风云迭起”。