廣告　商業(yè)廣告，理性選擇

　　減少運輸領(lǐng)域的溫室氣體排放對于滿足全球范圍內(nèi)正在實施的更嚴格的控制措施而言至關(guān)重要。雖然在輕型車輛中，動力系統(tǒng)電氣化有望成為減少尾氣碳排放的主要途徑，但在重型車領(lǐng)域，潤英聯(lián)技術(shù)專家Tom Featherstone 提出，在充電時間和負載為兩個關(guān)鍵因素的考量下，以氫能為動力的內(nèi)燃機如何被證明是重型車輛的理想選擇。

　　為了實現(xiàn)全球溫室氣體（GHG）減排承諾，運輸領(lǐng)域正在引入各種減排戰(zhàn)略。在所有汽車細分市場中，我們已經(jīng)看到領(lǐng)先的OEM車企紛紛宣布近零碳排放公告，以及在實現(xiàn)這一目標道路上的許多過渡時期目標。在乘用車和摩托車等輕型車輛市場中，動力總成電氣化是關(guān)鍵戰(zhàn)略，因此越來越多的混合動力和純電動車型已經(jīng)上市。但是，重型長里程車輛的要求則大不相同。在這一市場，電池電氣化具有挑戰(zhàn)性，因為電池質(zhì)量和體積都非常大，導致有效載荷容量降低，車輛購買成本增加，并且由于充電時間長，運營效率下降。OEM車企正在考慮包括使用替代燃料在內(nèi)的一系列選擇。

　　"雖然生物燃料是朝著正確方向邁出的一步，但市場必須找到合適的零碳燃料來源，以實現(xiàn)其長期目標。"迄今為止，氫主要用于燃料電池。但現(xiàn)在，其作為一種綠色能源載體正被廣泛采用，可用于平衡電網(wǎng)的能源需求，并可迅速應用在經(jīng)過耐用性驗證的內(nèi)燃機中，為OEM車企能夠?qū)崿F(xiàn)未來的碳減排目標。在重負荷卡車領(lǐng)域，氫能內(nèi)燃機（H2ICE）與通過燃料電池實現(xiàn)動力總成電氣化相比，具有許多優(yōu)勢：

　　需要基礎(chǔ)設(shè)施投資

　　阻礙氫能被廣泛采用的主要因素是缺乏足夠的氫能基礎(chǔ)設(shè)施。到2020 年底，國際能源署報告稱，全球有 540 個加氫站 （HRS），但并非所有加氫站都向公眾開放，其中一半加氫站在亞洲，35%在歐洲，其余大部分在美國。

　　然而，國際能源署表示，需要做出更多的努力來擴大氫能的生產(chǎn)規(guī)模，降低成本，并通過將傳統(tǒng)技術(shù)與CCUS（碳捕獲使用和儲存）相結(jié)合，以及通過水電解產(chǎn)生氫能，用低碳氫能來取代煤炭和石油產(chǎn)生的高碳氫能。

　　已經(jīng)在開展活動來糾正生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施的不足，投資也很強勁。例如，美國已經(jīng)開放了70億美元的資金，用于在全國范圍內(nèi)建立清潔氫能中心。這些被視為推動拜登政府到 2050 年實現(xiàn)近零碳排放目標的核心動力。目前，107個加氫站中，大部分在加利福尼亞州，美國政府的目標是到 2025 年在該州建立 200 個加氫站，預計到 2030 年將建立 1,000 個加氫站。計劃在東北部各州推出14個加氫站，隨著市場的擴大，加氫站將與車輛的推廣相匹配，促進二者共同發(fā)展。

　　歐洲已承諾提供52億歐元的公共資金，預計將額外釋放70億歐元的私募基金，以支持氫能價值鏈的研究和創(chuàng)新、首次工業(yè)部署和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。根據(jù)歐盟氫能路線圖雄心勃勃的情景預計，到 2040 年，歐洲將有 15,000 個加氫站。

　　在中國，政府已發(fā)布了2021-2035年氫能長期規(guī)劃，將采用分階段的方法來發(fā)展國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)和制造能力。來自中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 的預計，加氫站的容量將從2020年的85個增長到2035年的2,000個。

　　"將全球各地的承諾加在一起，到2040年，全球?qū)⒂?3,000個加氫站投入使用，以支持道路上預計越來越多的氫燃料電池和氫氣發(fā)動機車輛。"

　　氫內(nèi)燃機和潤滑挑戰(zhàn)

　　氫氣內(nèi)燃機技術(shù)適用于許多運輸領(lǐng)域，包括汽車、卡車、摩托車、船舶和鐵路，許多OEM制造商處于研究、概念驗證和產(chǎn)品商業(yè)化的不同階段。在重負荷卡車領(lǐng)域，包括達夫、康明斯、斯堪尼亞與Westport、MAN以及中國的濰柴、玉柴和一汽在內(nèi)的幾家OEM制造商都已宣布投資氫氣內(nèi)燃機。這意味著，隨著技術(shù)被逐步商業(yè)化，我們可以期待在未來幾年內(nèi)看到這些車輛出現(xiàn)在我們的道路上。

　　盡管氫氣內(nèi)燃機采用基于眾所周知的內(nèi)燃機驅(qū)動，但預計會出現(xiàn)許多潤滑方面的挑戰(zhàn)。

　　早燃

　　由于氫氣的點火能量非常低（氫氣0.017 mJ對比汽油0.24 mJ），因此可以通過燃燒區(qū)的熱點點燃。例如，這些熱點可能包括發(fā)動機部件上的熱表面、潤滑油衍生的沉積物和從活塞環(huán)噴射的潤滑油。

　　OEM制造商需要考慮多種設(shè)計策略，以最大限度地降低熱點的早燃風險，包括燃料混合管理以及活塞和火花塞設(shè)計。同時，對于潤滑油配方人員來說，了解潤滑油構(gòu)成如何影響低速早燃和燃燒區(qū)沉積物非常重要。我們認為，實現(xiàn)金屬、粘度和沉積物控制的適當平衡對于確保將提前點火事件的可能性降至最低至關(guān)重要。

　　水分

　　氫燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)品是水。在發(fā)動機溫度被抑制的工況循環(huán)中，水會在油中積聚，這可能會帶來許多影響。

　　在開發(fā)階段就識別可能面臨水分累積風險的工況周期和應用是非常重要的。這將使已經(jīng)為乘用車混動系統(tǒng)開發(fā)的水分處理的化學結(jié)構(gòu)能夠在氫氣內(nèi)燃機應用中進行測試。我們認為，配方設(shè)計人員必須專注于如何在水分含量高的情況下保持粘度控制，并評估如何有效使用抑蝕劑和乳化劑。

　　后處理

　　盡管與使用化石燃料的車輛相比，氫氣內(nèi)燃機需要的后處理要求降低，但仍需要NOx管理。此外，潤滑油成為碳氫化合物 （HC） 和二氧化碳排放的唯一來源。

　　考慮到這一點，重要的是要監(jiān)測立法，以了解潤滑油排放的允許量，并評估降低的后處理要求如何能夠改變潤滑油配方的化學結(jié)構(gòu)。尋找控制潤滑油粘度和最大限度地減少與潤滑油相關(guān)的碳氫化合物和二氧化碳排放的方法將成為人們關(guān)注的焦點。

　　燃油經(jīng)濟性

　　與傳統(tǒng)化石燃料相比，氫氣的能量密度降低，將增加燃料儲存所需的車輛空間。盡管氫能有可能成為零碳燃料，但對于希望在不增加燃料儲存的情況下延長車輛續(xù)航里程的OEM制造商來說，燃油經(jīng)濟性將變得很重要。

　　未來方向

　　氫能委員會是一項由CEO領(lǐng)導的全球組織，其長期目標是通過氫能促進清潔能源轉(zhuǎn)型。其表明，重型卡車由于其高里程和功率特性，預計將長期成為最大的氫氣消費者，到2050年需要110 MT的氫氣才能減少13 GT的二氧化碳。

　　顯然，隨著技術(shù)進入市場，仍有許多工程、基礎(chǔ)設(shè)施和潤滑油配方挑戰(zhàn)需要解決。然而，氫氣內(nèi)燃機有可能為高負載、高使用、長途應用提供低成本、零碳的解決方案，在這些應用中，純電池的電動解決方案不能滿足運營要求，燃料電池技術(shù)可能在經(jīng)濟上尚未可行。隨著配備新型氫氣內(nèi)燃機發(fā)動機的車輛進入市場，可能會出現(xiàn)要求與其特定需求相匹配的潤滑油的機會。