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作者：張久英

自德國(guó)工程師奧托（Nikolaus August Otto）于1876年制成第一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)以來，經(jīng)過近150年不斷進(jìn)步，內(nèi)燃機(jī)正迎來新一輪巨大變革，并將極大程度影響行業(yè)未來百年的發(fā)展。

日前，康明斯（CUMMINS）在位于武漢的東亞研發(fā)中心新基地開業(yè)活動(dòng)中展出了多款全新低碳、零碳動(dòng)力解決方案，其中氫內(nèi)燃機(jī)和配裝氫內(nèi)燃機(jī)零碳概念重卡顯現(xiàn)其在氫內(nèi)燃機(jī)方面的技術(shù)創(chuàng)新成果和對(duì)產(chǎn)品商業(yè)化的信心。

盡管時(shí)下被歸入“新能源”范疇，事實(shí)上氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)自十九世紀(jì)中葉就開始探索；上世紀(jì)七十年代，在石油危機(jī)壓力下，德國(guó)大眾汽車公司、寶馬汽車集團(tuán)的氫內(nèi)燃機(jī)汽車相繼上路；進(jìn)入二十一世紀(jì)，科技大發(fā)展推動(dòng)氫內(nèi)燃機(jī)探索進(jìn)入更高階段，我國(guó)汽車行業(yè)實(shí)力車企紛紛加入其中。具體到商用車領(lǐng)域，因多家發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商和整車企業(yè)在氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)創(chuàng)新方面的積極作為，2022年可視為行業(yè)新一輪變革的里程碑年份。

正所謂“人道我貴,非我之能也,此乃時(shí)也、運(yùn)也、命也”，氫能燃料固然被認(rèn)為是“終極能源”，然而點(diǎn)火能量低、著火界限寬、火焰焠熄距離小、傳播速度快等特點(diǎn)又使其導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)容易發(fā)生早燃、爆燃、回火，以及脆氫等現(xiàn)象，同時(shí)綠氫的制造、儲(chǔ)運(yùn)、設(shè)施等產(chǎn)業(yè)局限性也使其商業(yè)化長(zhǎng)期處于裹足不前狀態(tài)。

隨著“雙碳目標(biāo)”提出，氫能上升到國(guó)家能源戰(zhàn)略地位，氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)展在我國(guó)隨即進(jìn)入史無前例的加速期。

2021年8月間，工信部回復(fù)全國(guó)人大建議案中明確贊同“關(guān)于鼓勵(lì)發(fā)展零碳排放氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)的建議”，支持技術(shù)路線多元化發(fā)展；同年12月3日，工信部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，加快氫能技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)氫能多元利用；針對(duì)新能源裝備提出發(fā)展氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)。

有了政策引導(dǎo)，再加上各地紛紛制定并發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，原本在技術(shù)層面已漸成熟的氫內(nèi)燃機(jī)獲得“天時(shí)”，真正是“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”。

今年6月8日，一汽解放13L重型氫氣直噴發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火成功。該動(dòng)力采用先進(jìn)的氣道結(jié)構(gòu)和缸內(nèi)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)氫燃料缸內(nèi)直噴，還對(duì)單獨(dú)氣道噴射、缸內(nèi)與氣道聯(lián)合噴射、氨氫混合的復(fù)合燃料噴射具有很好的兼容性，功率超過500馬力，指示熱效率突破55%，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

圖片來自《吉林日?qǐng)?bào)》

作為行業(yè)領(lǐng)軍、民族品牌杰出代表、技術(shù)領(lǐng)先的商用車動(dòng)力系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商，濰柴從2010年開始先后投資40億元布局新能源業(yè)務(wù)，又于2018年布局氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)創(chuàng)新，已經(jīng)完成了關(guān)鍵核心技術(shù)和商業(yè)化應(yīng)用的突破，相繼推出搭載濰柴智能自主ECU的13L和15L氫內(nèi)燃機(jī)。

圖片來自魯網(wǎng)（sdnews）

6月15日，中國(guó)重汽、濰柴動(dòng)力聯(lián)合發(fā)布的全國(guó)首臺(tái)商業(yè)化氫內(nèi)燃機(jī)重卡——黃河高端重卡，搭載的便是濰柴動(dòng)力13L氫內(nèi)燃機(jī)，有效熱效率41.8%；9月20-25日，濰柴WP15氫內(nèi)燃機(jī)亮相漢諾威國(guó)際車展成為關(guān)注聚點(diǎn)。

6月30日，玉柴YCK16H燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)在高效節(jié)能環(huán)保內(nèi)燃機(jī)國(guó)家工程研究中心成功點(diǎn)火，創(chuàng)下排量最大（15.93升）、馬力最大（560馬力）的行業(yè)紀(jì)錄。此前，2021年12月21日，玉柴和北京理工大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的中國(guó)首臺(tái)中型商用車燃?xì)鋬?nèi)燃機(jī)YCK05H點(diǎn)火成功。

相關(guān)數(shù)據(jù)來自公開發(fā)布內(nèi)容

潮流所向，氫擎激蕩！據(jù)悉，上海新動(dòng)力科技首臺(tái)直噴式氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)（12.8升）、東風(fēng)龍擎-自主控制系統(tǒng)氫發(fā)動(dòng)機(jī)（13升）也相繼成功點(diǎn)火。

針對(duì)商用車“新能源化”，鑒于純電動(dòng)、燃料池技術(shù)路線的成熟與商業(yè)化程度，業(yè)界不免對(duì)內(nèi)燃機(jī)未來發(fā)展有所憂慮，尤其是在比亞迪、漢馬科技、河北長(zhǎng)征等主機(jī)廠相繼停產(chǎn)燃油車，或發(fā)布停產(chǎn)燃油車規(guī)劃的背景下，內(nèi)燃機(jī)前景如何更受關(guān)切。

數(shù)據(jù)顯示，2022年9月我國(guó)新能源商用車單月銷量達(dá)19911輛，同比增長(zhǎng)76%，市場(chǎng)滲透率10.6%。這也是新能源行業(yè)首次出現(xiàn)月銷市場(chǎng)滲透率超過10%情況。就市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)而言，新能源化已經(jīng)形成規(guī)模，氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)路線的異軍突起無疑是內(nèi)燃機(jī)行業(yè)創(chuàng)新進(jìn)取的重要選擇。

康明斯一直堅(jiān)持“致力于在正確的時(shí)間提供正確的解決方案”，加強(qiáng)在氫能產(chǎn)品研發(fā)的力度，建設(shè)東亞研發(fā)中心新基地，發(fā)布高效零碳動(dòng)力M15H和B6.7H氫內(nèi)燃機(jī)及零碳概念重卡等一系列產(chǎn)品，顯然是其認(rèn)準(zhǔn)“氫擎”是中國(guó)及更廣闊的全球市場(chǎng)未來需求。

其中，康明斯15H氫內(nèi)燃機(jī)采用靈活的頂置凸輪系統(tǒng)，并改進(jìn)冷卻系統(tǒng)，減少摩擦阻力，有效避免將柴油或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料轉(zhuǎn)換為氫燃料的過程中出現(xiàn)性能受限和效率損耗；燃油系統(tǒng)采用缸內(nèi)直噴的定制化集成方案，結(jié)合行業(yè)領(lǐng)先的燃燒室設(shè)計(jì)，以及基于pent roof的滾流燃燒系統(tǒng)，大幅度改善燃燒，提高燃燒效率。最大輸出功率達(dá)550馬力、最大扭矩2600牛米、設(shè)計(jì)熱效率BTE高達(dá)44%，一系列技術(shù)數(shù)據(jù)充分顯示該動(dòng)力的先進(jìn)性。

康明斯氫內(nèi)燃機(jī)零碳重型概念卡車配裝了15L氫內(nèi)燃機(jī)，底盤集成了10個(gè)70Mpa儲(chǔ)氫罐，可儲(chǔ)存約53公斤氫氣，還可根據(jù)需求安裝輔助儲(chǔ)氫罐，潛在續(xù)航里程達(dá)800公里（以儲(chǔ)氫量80公斤推算），能夠滿足中國(guó)路況下重載長(zhǎng)途高速物流、重載城際物流等需求。

先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品的市場(chǎng)前景固然令人憧憬，卻不可盲目樂觀，畢竟氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)能否在商業(yè)化中有更大建樹還受到綠氫的制、儲(chǔ)、運(yùn)等環(huán)節(jié)技術(shù)及成本限制，而解決此間問題則需要國(guó)家、地方、企業(yè)，以及更多領(lǐng)域的協(xié)同合作。

道阻且長(zhǎng),行則將至；行而不輟,未來可期！

我國(guó)雖是產(chǎn)氫大國(guó)，2021年制氫產(chǎn)量3533萬噸，只是綠氫規(guī)模很小。值得期待的是，中國(guó)2030年“可再生氫100”發(fā)展路線課題組《可再生氫100行動(dòng)倡議》提出“力爭(zhēng)2030年全國(guó)可再生能源制氫電解槽裝機(jī)規(guī)模達(dá)到100GW的目標(biāo)”；包括中石化、中石油等石化企業(yè)及更多制氫企業(yè)紛紛制定發(fā)展氫能目標(biāo)。

就在今年9月15日以“內(nèi)燃機(jī)燃料多元化和零碳化發(fā)展研討”為主要議題之一的中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)（下稱中內(nèi)協(xié)）七屆二次會(huì)長(zhǎng)辦公會(huì)及監(jiān)事會(huì)會(huì)議上，中內(nèi)協(xié)會(huì)長(zhǎng)、一汽解放總經(jīng)理助理兼發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)部總經(jīng)理、黨委書記錢恒榮也已提出呼吁：一成立氫內(nèi)燃機(jī)聯(lián)盟，共同推進(jìn)氫噴射系統(tǒng)等核心技術(shù)突破；二推動(dòng)國(guó)家將氫內(nèi)燃機(jī)納入新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，出臺(tái)相關(guān)支持政策；三推動(dòng)國(guó)家加速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，支持富氫地區(qū)開展示范運(yùn)行。

共同謀劃，全面協(xié)同，一興俱興，在踐行“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的征程上，氫內(nèi)然機(jī)的發(fā)展勢(shì)必帶動(dòng)行業(yè)新一輪變革，并成為全球減排降碳可持續(xù)發(fā)展不可或缺的綠色引擎。