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、儲氫技術的進步,氫能在世界能源轉型中的角色價值日益凸顯,已形成多產業協同創新發展的新格局。根據世界氫能委員會的預測,到2050年全球終端能源需求的18%將來自氫能,氫能市場規模也將超過2.5萬億美元。我國已初步形成氫能制、儲、運、用的產業鏈體系。氫內燃機具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的顯著優勢,成為氫能應用的重要方向之一。
近日,全國人大代表許燕妮和劉漢如針對鼓勵發展氫氣內燃機提出建議,鼓勵企業、研究機構投入氫內燃機開發,共同推動氫氣內燃機完全自主化。氫氣內燃機可以利用現有的內燃機技術,以及配套供應鏈,通過改裝傳統內燃機,使其燃燒氫氣,實現零碳排放;綠色氫氣可利用可再生能源,如風、光、水或地熱等綠電,通過電解水產生。因此,氫內燃機被行業公認為是氫能用于汽車最具現實意義的技術途徑。為迎接這一戰略機遇,我國應加快布局氫內燃機產業鏈,探索氫能在內燃機上規?;瘧媒鉀Q方案。
去年8月,工信部在對十三屆全國人大四次會議第5736號建議的答復中表示,下一步,研究推動將氫氣內燃機納入其中予以支持;12月3日,工業和信息化部印發《“十四五”工業綠色發展規劃》,再次提出發展氫燃料燃氣輪機。
發動機制造企業已經充分認識到氫內燃機的獨特優勢,如一汽集團、濰柴動力、廣汽集團、玉柴機器、上海汽車、長安汽車、吉利汽車已紛紛在此領域開展相關開發工作。
燃料電池使用貴金屬鉑做為催化劑,質子膜、催化劑、雙極板三大主要材料價格昂貴,導致成本居高不下,而氫內燃機可借助傳統內燃機的技術基礎和生產基礎,90%以上的部件可以直接使用,總成本與傳統化石燃料內燃機相當,成本只是燃料電池動力系統的二十分之一。
燃料電池要求的氫氣純度至少達到99.97%以上,而氫內燃機的對氫的純度幾乎沒有要求。因此,氫內燃機的氫氣成本遠低于氫燃料電池。
氫燃料電池可以實現零排放,而氫內燃機由于缸內燃燒會產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的氫內燃機可以實現近零排放。
氫燃料電池具有效率高、零排放的優點,但其技術難度大,成本高,依賴于基礎設施。氫內燃機保留了傳統內燃機的主要結構和系統,通過燃燒方式轉化能量,主要產物是水,具有與燃料電池接近的熱效率,可以實現近零排放、具有低成本的顯著優勢。因此,氫內燃機被汽車行業公認為是氫能用于汽車的最具現實意義的技術選擇路徑。