氫能已成為全球新一輪減排、碳中和的首選方向。隨著排放要求的提升、制氫、儲(chǔ)氫技術(shù)的進(jìn)步,氫能在世界能源轉(zhuǎn)型中的角色價(jià)值日益凸顯,已形成多產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的新格局。根據(jù)世界氫能委員會(huì)的預(yù)測(cè),到2050年全球終端能源需求的18%將來(lái)自氫能,氫能市場(chǎng)規(guī)模也將超過(guò)2.5萬(wàn)億美元。我國(guó)已初步形成氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、用的產(chǎn)業(yè)鏈體系。氫內(nèi)燃機(jī)具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的顯著優(yōu)勢(shì),成為氫能應(yīng)用的重要方向之一。
近日,全國(guó)人大代表許燕妮和劉漢如針對(duì)鼓勵(lì)發(fā)展氫氣內(nèi)燃機(jī)提出建議,鼓勵(lì)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)投入氫內(nèi)燃機(jī)開發(fā),共同推動(dòng)氫氣內(nèi)燃機(jī)完全自主化。氫氣內(nèi)燃機(jī)可以利用現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)技術(shù),以及配套供應(yīng)鏈,通過(guò)改裝傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī),使其燃燒氫氣,實(shí)現(xiàn)零碳排放;綠色氫氣可利用可再生能源,如風(fēng)、光、水或地?zé)岬染G電,通過(guò)電解水產(chǎn)生。因此,氫內(nèi)燃機(jī)被行業(yè)公認(rèn)為是氫能用于汽車最具現(xiàn)實(shí)意義的技術(shù)途徑。為迎接這一戰(zhàn)略機(jī)遇,我國(guó)應(yīng)加快布局氫內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈,探索氫能在內(nèi)燃機(jī)上規(guī)?;瘧?yīng)用解決方案。
去年8月,工信部在對(duì)十三屆全國(guó)人大四次會(huì)議第5736號(hào)建議的答復(fù)中表示,下一步,研究推動(dòng)將氫氣內(nèi)燃機(jī)納入其中予以支持;12月3日,工業(yè)和信息化部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》,再次提出發(fā)展氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)。
發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到氫內(nèi)燃機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),如一汽集團(tuán)、濰柴動(dòng)力、廣汽集團(tuán)、玉柴機(jī)器、上海汽車、長(zhǎng)安汽車、吉利汽車已紛紛在此領(lǐng)域開展相關(guān)開發(fā)工作。
燃料電池使用貴金屬鉑做為催化劑,質(zhì)子膜、催化劑、雙極板三大主要材料價(jià)格昂貴,導(dǎo)致成本居高不下,而氫內(nèi)燃機(jī)可借助傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)基礎(chǔ),90%以上的部件可以直接使用,總成本與傳統(tǒng)化石燃料內(nèi)燃機(jī)相當(dāng),成本只是燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的二十分之一。
燃料電池要求的氫氣純度至少達(dá)到99.97%以上,而氫內(nèi)燃機(jī)的對(duì)氫的純度幾乎沒(méi)有要求。因此,氫內(nèi)燃機(jī)的氫氣成本遠(yuǎn)低于氫燃料電池。
氫燃料電池可以實(shí)現(xiàn)零排放,而氫內(nèi)燃機(jī)由于缸內(nèi)燃燒會(huì)產(chǎn)生一定量的氮氧化合物排放,但可以控制,采用高效燃燒和后處理技術(shù)的氫內(nèi)燃機(jī)可以實(shí)現(xiàn)近零排放。
氫燃料電池具有效率高、零排放的優(yōu)點(diǎn),但其技術(shù)難度大,成本高,依賴于基礎(chǔ)設(shè)施。氫內(nèi)燃機(jī)保留了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和系統(tǒng),通過(guò)燃燒方式轉(zhuǎn)化能量,主要產(chǎn)物是水,具有與燃料電池接近的熱效率,可以實(shí)現(xiàn)近零排放、具有低成本的顯著優(yōu)勢(shì)。因此,氫內(nèi)燃機(jī)被汽車行業(yè)公認(rèn)為是氫能用于汽車的最具現(xiàn)實(shí)意義的技術(shù)選擇路徑。