【編者按】氫內(nèi)燃機與傳統(tǒng)的汽油或柴油內(nèi)燃機在燃料類型和排放物方面有所不同,但它們在工作原理上仍然依賴于內(nèi)部的機械部件(如活塞、曲軸、氣門等)相互作用。因此,氫內(nèi)燃機的潤滑需求與傳統(tǒng)內(nèi)燃機類似。氫內(nèi)燃機雖然使用氫氣作為燃料,但它依然需要高質(zhì)量的潤滑油來確保其運行效率和長期耐用性。氫內(nèi)燃機的發(fā)展為潤滑油行業(yè)提供了一個廣闊的藍海市場。
11月14日,由中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司(以下簡稱“天津檢驗中心”)牽頭組織的氫內(nèi)燃機實車示范運行工作在天津正式啟動。據(jù)介紹,該項目旨在通過為期1年的實車運行,全面驗證氫內(nèi)燃機及其整車的安全性、可靠性、經(jīng)濟性和市場潛力,進而推動內(nèi)燃機行業(yè)走向清潔低碳之路。
氫能作為實現(xiàn)碳達峰與碳中和目標(biāo)的優(yōu)選能源之一,也被譽為21世紀(jì)的終極能源。氫內(nèi)燃機憑借零碳排放、高效率和低成本的優(yōu)勢,成為氫能應(yīng)用的重要探索方向。如今,為助力交通領(lǐng)域節(jié)能降碳,氫內(nèi)燃機正逐步走出實驗室,邁向?qū)嶋H應(yīng)用的新階段。
技術(shù)日趨成熟 實車示范運行刻不容緩
在“雙碳”目標(biāo)指引下,道路交通運輸行業(yè)的減污降碳進程不斷加速。內(nèi)燃機作為當(dāng)前道路交通運輸領(lǐng)域的主要動力源,其低碳化轉(zhuǎn)型尤為關(guān)鍵。在此背景下,乘用車和商用車企業(yè)紛紛響應(yīng),積極探索內(nèi)燃機減污降碳的技術(shù)路徑。其中,乘用車領(lǐng)域基本確立了以混合動力(含增程)、純電動為主的新能源技術(shù)路線,我國新能源乘用車加速替代傳統(tǒng)燃油車,產(chǎn)銷量占比超過50%。商用車行業(yè)則著眼于混合動力、純電(換電)、燃料電池及零碳燃料的多元化技術(shù)路線,呈現(xiàn)出百花齊放、百家爭鳴之勢。
從國際市場的發(fā)展來看,歐洲已將氫內(nèi)燃機視為零碳排放技術(shù)路線,眾多車企和發(fā)動機供應(yīng)商,如戴姆勒、斯堪尼亞、康明斯等均在積極布局。與此同時,國內(nèi)頭部企業(yè)在氫內(nèi)燃機研發(fā)領(lǐng)域也與國際接軌,相繼推出多款產(chǎn)品。
天津檢驗中心清潔燃料技術(shù)室主任吳春玲告訴記者,氫內(nèi)燃機可使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機的大部分零部件,依托內(nèi)燃機成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,當(dāng)前其技術(shù)正處于快速發(fā)展的關(guān)鍵時期,產(chǎn)品開發(fā)取得一系列突破,技術(shù)日趨成熟。
在啟動儀式的現(xiàn)場展示環(huán)節(jié),各企業(yè)代表介紹了參展的產(chǎn)品。例如,廣汽傳祺E9配裝的氫內(nèi)燃機有效熱效率接近45%,續(xù)駛里程近600公里,已率先投入實車運行;解放藍途“星熠”氫內(nèi)燃機重型牽引車具有高適應(yīng)、高動力、低成本、低排放等特點,可燃燒90%低純度灰氫;濰柴13升氫內(nèi)燃機采用高效增壓、稀薄燃燒等先進技術(shù),解決了氫氣異常燃燒難題,確保發(fā)動機平穩(wěn)高效運行。吳春玲表示,雖然氫內(nèi)燃機技術(shù)已取得顯著進步,但實際應(yīng)用方面還處于初級階段,仍需進一步通過實車示范運行加以驗證。
11月8日我國剛通過的能源法將氫能納入能源進行管理,全產(chǎn)業(yè)鏈將迎來新的發(fā)展。發(fā)展氫內(nèi)燃機汽車,可以依托現(xiàn)有成熟完善的內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和商用車完善的售后服務(wù)體系,大幅降低生產(chǎn)制造和維修保養(yǎng)成本,更有利于快速、大規(guī)模推廣應(yīng)用,這將大幅擴充用氫場景,拉動氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),助力國家氫能戰(zhàn)略的實施。因此,為加速推進氫內(nèi)燃機技術(shù)從實驗室走向落地應(yīng)用,組織開展實車示范運行刻不容緩。
有鑒于此,天津檢驗中心發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)政策引領(lǐng)作用,積極組織開展示范運行工作,希望通過實車路試路測和相關(guān)試驗獲取可靠的運行數(shù)據(jù),進行產(chǎn)品準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和政策研究,向政府主管部門提出包含路權(quán)、購車/加氫補貼等支持鼓勵政策的建議,推動氫內(nèi)燃機量產(chǎn)和應(yīng)用落地。
驗證經(jīng)濟技術(shù)的可行性 從試運行到大規(guī)模投放
記者了解到,本次氫內(nèi)燃機實車示范運行得到國內(nèi)頭部整車企業(yè)、內(nèi)燃機企業(yè)和行業(yè)協(xié)會的熱烈響應(yīng)。項目啟動時便吸引包含廣汽、一汽解放、重汽、玉柴等在內(nèi)的行業(yè)頭部企業(yè)的積極參與。他們不僅展示了各自先進的氫內(nèi)燃機及整車產(chǎn)品,還安排專業(yè)技術(shù)人員親臨現(xiàn)場,與院士、專家等業(yè)界權(quán)威就產(chǎn)品技術(shù)性能、應(yīng)用場景等關(guān)鍵信息進行深入交流。
吳春玲介紹稱,氫內(nèi)燃機實車示范運行將覆蓋輕型車和重型車兩大領(lǐng)域。在輕型車方面,示范車輛將在廠區(qū)內(nèi)部路、高速通行路等場景進行運行,涵蓋園區(qū)通勤、短途接駁、加氫充電等多樣化運行場景。在重型車方面,將根據(jù)各地的資源稟賦“因地施策”,一方面聚焦于“風(fēng)光-電-綠氫”應(yīng)用鏈沿途路段,有效消納無法上網(wǎng)的風(fēng)光電力;另一方面,在副產(chǎn)氫豐富區(qū)域“變廢為寶”,例如通過煤化工產(chǎn)生的荒煤氣提純出副產(chǎn)氫,推動95%~98%濃度氫氣的應(yīng)用?!皩錃鉂舛纫鬀]有燃料電池那么高,這是氫內(nèi)燃機特有的優(yōu)勢,既促進資源的循環(huán)利用,又有效降低用氫成本,凸顯氫內(nèi)燃機汽車的經(jīng)濟性?!彼€補充說,重型車還可在礦區(qū)(廠區(qū))內(nèi)部路、高速運輸路運行,通過短途和長途的方式逐步開展示范運行。
同時,在有氫燃料電池車示范運行的地區(qū),開展氫內(nèi)燃機示范運行也是一個很好的選擇,主要考慮到方便加氫,能與氫燃料電池共享儲氫、運氫、加氫的基礎(chǔ)設(shè)施,氫氣用量增長后,加氫成本也會逐步下降。所以,氫內(nèi)燃機與氫燃料電池并不是競爭關(guān)系,而是相互促進的共生關(guān)系。
據(jù)悉,本次氫內(nèi)燃機實車示范運行為期約1年,將分3個階段穩(wěn)步有序推進。具體而言,第1階段為試驗性運行,通過路測路試集中解決氫內(nèi)燃機及整車開發(fā)中瞬態(tài)響應(yīng)性、動力性等問題,為后續(xù)規(guī)?;斗诺於ɑA(chǔ)。
第2階段將進行小規(guī)模投放帶載運行,驗證氫內(nèi)燃機及整車的安全性、動力性、燃氫經(jīng)濟性、環(huán)保性(零碳排放、氫氣排放)和加氫適配性等關(guān)鍵指標(biāo),確保其技術(shù)可行性和可靠性。同時,在副產(chǎn)氫豐富的區(qū)域開展95%~98%濃度氫氣的應(yīng)用示范,全面評估其經(jīng)濟性;并密切關(guān)注用戶對氫內(nèi)燃機汽車的接受度和滿意度,評估其市場潛力。
第3階段將實現(xiàn)大規(guī)模投放運行,氫內(nèi)燃機汽車將共享氫能產(chǎn)業(yè)鏈資源,實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用,進一步擴充用氫場景,打通氫能產(chǎn)業(yè)鏈“制-儲-運-加-用”的最后一環(huán),推動氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),引領(lǐng)內(nèi)燃機行業(yè)走向清潔低碳的未來。
挑戰(zhàn)與機遇并存 法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系有待完善
日前,工信部、發(fā)改委等部委相繼出臺《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》、《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》等一系列支持政策,全面推動氫能“制-儲-運-加-用”產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。地方政府面臨緊迫的減排降碳需求,為積極響應(yīng)國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略,推動地方經(jīng)濟綠色高質(zhì)量發(fā)展,也將氫內(nèi)燃機技術(shù)視為實現(xiàn)汽車綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手。
然而,吳春玲也坦言,氫內(nèi)燃機在實際應(yīng)用中還面臨一些挑戰(zhàn)。當(dāng)前的氫氣是按照?;穪砉芾?,運輸成本高,車載氫系統(tǒng)(如儲氫氣瓶)成本還很高,加氫站的數(shù)量還遠遠不夠。氫氣儲運技術(shù)有待進一步突破,以加強供氫的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高加氫便利性,降低氫氣成本。隨著技術(shù)的不斷進步和政策的持續(xù)支持,通過克服以上挑戰(zhàn),氫內(nèi)燃機有望在交通運輸領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
在吳春玲看來,實車示范運行的開展將在很大程度上加速推進氫內(nèi)燃機實車應(yīng)用的落地步伐,提升車企、內(nèi)燃機企業(yè)對氫內(nèi)燃機技術(shù)的信心和投入,促使其加大研發(fā)力度,推動技術(shù)迭代升級。據(jù)悉,示范運行期間及結(jié)束后,天津檢驗中心還將持續(xù)監(jiān)測評估示范效果,加強技術(shù)交流與應(yīng)用推廣,深入研究政策建議,并不斷完善標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系,以全面推動氫內(nèi)燃機技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
未來,天津檢驗中心將繼續(xù)深化氫內(nèi)燃機/整車標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)制修訂工作,全力推動該領(lǐng)域一系列國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等的制定、發(fā)布和落地實施,包括推動國六修改單納入氫內(nèi)燃機,新制定《氫燃料內(nèi)燃機通用技術(shù)條件》、《車用燃料發(fā)動機用噴氫器》、《車用氫氣發(fā)動機曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)》及《氫燃料內(nèi)燃機 供氫系統(tǒng)》等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的制修訂將進一步完善氫內(nèi)燃機領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系,為氫內(nèi)燃機汽車的研發(fā)、生產(chǎn)和使用提供有力的技術(shù)支撐與保障。
“氫內(nèi)燃機的發(fā)展應(yīng)用將有效降低內(nèi)燃機汽車的二氧化碳排放量,加速我國交通運輸行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型;同時,氫內(nèi)燃機的發(fā)展還將促進氫能產(chǎn)業(yè)鏈的全面發(fā)展、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級和就業(yè),我們期待其為實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展和碳中和、碳達峰目標(biāo)做出更大貢獻?!眳谴毫嶙詈笳f。