氫內(nèi)燃機(jī)能否延續(xù)柴油機(jī)的輝煌

李 霖 黃 磊

(東風(fēng)商用車技術(shù)中心，湖北武漢，430056)

為達(dá)成運(yùn)輸板塊碳中和，重卡行業(yè)內(nèi)已基本達(dá)成共識(shí)：未來，純電動(dòng)卡車和氫燃料電池卡車將全面取代柴油卡車。但在此之前的數(shù)十年，由可持續(xù)生物燃料和氫氣等替代燃料提供動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)將占據(jù)相當(dāng)一部分市場份額。一方面，目前的純電動(dòng)和燃料電池技術(shù)尚未準(zhǔn)備好滿足許多重型車輛在惡劣條件下(尤其是非鋪裝道路)所需的高功率要求，例如采礦卡車，而氫內(nèi)燃機(jī)(H-ICE)恰恰適用于這些應(yīng)用場景。另一方面，如何繼續(xù)利用現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)施也是當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻課題，已經(jīng)有一些重卡主機(jī)廠和發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商將開發(fā)的目標(biāo)瞄準(zhǔn)了氫內(nèi)燃機(jī)，期待著此舉能夠延長內(nèi)燃機(jī)的壽命。

氫內(nèi)燃機(jī)可以采用零碳燃料，且與現(xiàn)有車輛相兼容。因其對(duì)車輛改動(dòng)很少，初始應(yīng)用成本較低、車輛續(xù)駛里程長、加氫時(shí)間短、動(dòng)力總成安裝通用性強(qiáng)以及最終用戶熟悉程度高等優(yōu)勢(shì)，氫內(nèi)燃機(jī)在車輛上的應(yīng)用有望進(jìn)一步加速。

1 氫內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)劣勢(shì)

氫氣和可以在與當(dāng)前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同的內(nèi)燃機(jī)中燃燒。雖然氫內(nèi)燃機(jī)仍會(huì)排放氮氧化物(NO)，需要進(jìn)行類似于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的后處理。但一些氫內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)商認(rèn)為，氫內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件可實(shí)現(xiàn)比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)低得多的NO生成，因此可以認(rèn)為是零影響。事實(shí)上，由于廢氣處理要求較低，它們可能比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)更便宜(盡管需要進(jìn)一步研發(fā)該技術(shù))。

(1)氫內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)包括：

· 使用綠氫時(shí)可實(shí)現(xiàn)CO零排放；

· 使用藍(lán)氫時(shí)有一定的CO排放；

· 采用SCR后處理時(shí)可控制NO排放水平；

· 原理及結(jié)構(gòu)類似柴油機(jī)(但需要儲(chǔ)氫罐)；

· 與傳統(tǒng)柴油機(jī)尺寸相當(dāng)；

· 較低的有效載荷損失和空間要求；

· 加氫時(shí)間15~30 min (取決于儲(chǔ)氫量)；

· 較低的成本；

· 較高的熱和振動(dòng)耐受性。

(2)氫內(nèi)燃機(jī)的劣勢(shì)包括：

· 有NO排放；

· 發(fā)動(dòng)機(jī)需要適當(dāng)更改；

· 增加了儲(chǔ)氫罐；

· 需要?dú)渑渌秃图幼⒒A(chǔ)設(shè)施支持。

目前已知的零排放技術(shù)路線主要為：純電動(dòng)汽車(BEV)、氫燃料電池電動(dòng)汽車(FCEV)、氫內(nèi)燃機(jī)(H-ICE)和生物燃料或合成燃料內(nèi)燃機(jī)(如果使用可持續(xù)碳源)，這4種零排放技術(shù)各自具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，導(dǎo)致不同車型的適用性水平不同。下表從CO強(qiáng)度、空氣質(zhì)量、油井-車輪效率、動(dòng)力總成資本支出、限制條件等方面對(duì)這4種技術(shù)路線進(jìn)行了對(duì)比：

表1 4種零排放技術(shù)路線對(duì)比

氫內(nèi)燃機(jī)可以利用現(xiàn)有的柴油機(jī)產(chǎn)品及技術(shù)，但仍需要做出一些適應(yīng)性變更，通常包括下列部件：

· 活塞、壓縮比、氣門、座圈；

· 點(diǎn)火系統(tǒng)；

· 帶H噴射器的進(jìn)氣系統(tǒng)、H燃料供給；

· EGR系統(tǒng)、渦輪增壓器；

· 催化轉(zhuǎn)化器(H-SCR)；

· 控制系統(tǒng)。

氫內(nèi)燃機(jī)可以在多種應(yīng)用中發(fā)揮作用，為FCEV和BEV提供補(bǔ)充解決方案。尤其是重型卡車和其他高負(fù)荷應(yīng)用，如采礦、海運(yùn)和鐵路。氫內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)包括：較低的有效載荷損失和空間要求，比BEV卡車更快的補(bǔ)能時(shí)間，較低的成本，以及較高的熱和振動(dòng)耐受性。

各種車輛細(xì)分市場可以從這些優(yōu)勢(shì)中受益，包括：

· 輕型車輛，如掛車；

· 中型車輛，如中型運(yùn)輸車和消防車；

· 重型車輛，如混凝土卡車；

· 采礦和施工車輛，如履帶式推土機(jī)、挖掘機(jī)和自卸卡車；

· 農(nóng)業(yè)車輛，如收割機(jī)械和拖拉機(jī)。

2 氫內(nèi)燃機(jī)開發(fā)動(dòng)向

包括主機(jī)廠、發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商、工程服務(wù)公司和氫內(nèi)燃機(jī)初創(chuàng)公司在內(nèi)的一些公司已經(jīng)開始研究氫內(nèi)燃機(jī)，作為其公路和非公路零排放解決方案的一部分。

此外，還有一些參與者正在積極開發(fā)氫內(nèi)燃機(jī)、燃料電池和電池的混合解決方案，以最大限度地提高可變負(fù)載模式的效率。

2.1 達(dá)夫

達(dá)夫開發(fā)的“H創(chuàng)新卡車(HInnovation Truck)”是迄今為止唯一一款依靠氫內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的卡車，這款XF氫內(nèi)燃機(jī)卡車被評(píng)為了2022年的年度創(chuàng)新卡車。達(dá)夫正在緊鑼密鼓地對(duì)車輛進(jìn)行開發(fā)、測(cè)試和完善，力圖早日將其推向市場。

圖1 DAF的H2創(chuàng)新卡車

圖2 改造后的PACCAR MX-13發(fā)動(dòng)機(jī)

目前正在測(cè)試中的達(dá)夫XF氫內(nèi)燃機(jī)卡車采用了一臺(tái)改造過的PACCAR MX-13發(fā)動(dòng)機(jī)，車橋和變速箱采用新一代達(dá)夫XF卡車的標(biāo)配。對(duì)內(nèi)燃機(jī)的更改包括用發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞替換噴油單元、更換活塞以實(shí)現(xiàn)更好的燃燒、安裝電動(dòng)渦輪增壓器以及用氫氣噴射系統(tǒng)替換進(jìn)氣口。與燃料電池氫解決方案相比，內(nèi)燃機(jī)具有瞬態(tài)能力(無需大型儲(chǔ)能系統(tǒng))。其他優(yōu)點(diǎn)包括所需的冷卻能力較低和對(duì)氫氣純度的敏感性較低。

這種做法比重新開發(fā)一臺(tái)氫內(nèi)燃機(jī)來說成本更低，也能讓保有量巨大的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)看到未來的曙光。據(jù)達(dá)夫的描述，氫內(nèi)燃機(jī)版本的MX-13動(dòng)力表現(xiàn)依舊出色。除了發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音相比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)更小之外，差別基本不大。同時(shí)，得益于車輛的采埃孚TraXon變速箱，平順性方面十分不錯(cuò)。

圖3 H2創(chuàng)新卡車的底盤布置

在底盤左側(cè)，原用于安裝柴油油箱的位置都隨著柴油箱的消失而被讓出，取而代之的是4個(gè)尺寸巨大的液氫罐，可容納 90 L/10 kg的氫氣，以 350 bar的壓力加注。車輛采用了復(fù)合碳纖維儲(chǔ)氫罐。在目前，全球能生產(chǎn)這種罐體的廠家不多，而且制造價(jià)格十分高昂，這也是需要面對(duì)的問題。

底盤的右側(cè)仍然是空的，將來，可以在那里安裝后處理系統(tǒng)，使動(dòng)力總成滿足歐VII 甚至更高的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，H概念卡車的續(xù)航里程可以達(dá)到 120 km，但達(dá)夫認(rèn)為它可以達(dá)到更實(shí)用的600 km。

在路上行駛的感覺很像柴油發(fā)動(dòng)機(jī)卡車，駕駛體驗(yàn)的差異也不大。

達(dá)夫估計(jì)，H概念卡車準(zhǔn)備上市還需要5~7年的時(shí)間。到那時(shí)，如果定價(jià)合適，沒有理由認(rèn)為它不會(huì)成功——但它將面臨來自“傳統(tǒng)”氫卡車甚至電動(dòng)卡車的強(qiáng)大阻力。然而，這一發(fā)展最重要的意義并不是這輛卡車的銷售潛力。相反，這可能意味著內(nèi)燃機(jī)仍然為運(yùn)輸業(yè)提供了巨大的潛力，尤其是在重型長途運(yùn)輸領(lǐng)域。

2.2 康明斯

康明斯認(rèn)為，電動(dòng)動(dòng)力和燃料電池動(dòng)力總成應(yīng)用前景可期，與此同時(shí)，借助可靠的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，以綠氫為燃料的氫內(nèi)燃機(jī)將成為未來零排放解決方案的重要補(bǔ)充。

2021年7月，康明斯宣布開始測(cè)試氫燃料內(nèi)燃機(jī)。概念驗(yàn)證測(cè)試是建立在康明斯現(xiàn)有的氣體燃料應(yīng)用技術(shù)和動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)新的動(dòng)力解決方案。在概念驗(yàn)證測(cè)試之后，該公司計(jì)劃在各種公路和非公路應(yīng)用中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行評(píng)估。

圖4 康明斯X15H氫內(nèi)燃機(jī)

2021年9月，康明斯公司宣布其H-ICE氫燃料內(nèi)燃機(jī)計(jì)劃，開始開發(fā)中型6.7 L和重型15 L氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。新的15 L平臺(tái)將為車輛總重高達(dá)44 t的長途卡車和其他重型應(yīng)用卡車提供氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。6.7 L氫發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)將集中于中型卡車、公共汽車和建筑應(yīng)用，如挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)。

2022年5月 9日，在加州舉辦的ACT Expo 展會(huì)上，康明斯展示了其最新的15 L氫內(nèi)燃機(jī)X15H。X15H發(fā)動(dòng)機(jī)基于康明斯最新的適用于多種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)，該平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸墊下方的大部分零部件結(jié)構(gòu)相似，而氣缸墊上方則根據(jù)不同燃料的類型，采用不同的零部件組合。

2021年 7月開始的氫內(nèi)燃機(jī)測(cè)試已實(shí)現(xiàn)了設(shè)定的功率和扭矩目標(biāo)，其中型發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩超 810 ftlbs，馬力超290 hp(編者注：hp，英制馬力，1 hp約為746 W)。此外，更先進(jìn)的原型機(jī)測(cè)試也將很快開展。依托康明斯全球強(qiáng)大的生產(chǎn)基地布局，可快速實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，預(yù)計(jì)將于2027年全面投產(chǎn)。

2.3 西港

2022年5月3日，西港燃料系統(tǒng)公司(Westport Fuel Systems)推出了一種新型氫HPDI燃料系統(tǒng)，可以在重型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒氫氣，幾乎沒有碳排放，且動(dòng)力性能還優(yōu)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

西港在一輛演示卡車上展示了其氫內(nèi)燃機(jī)用HHPDI燃料系統(tǒng)，通過改善原有的LNG HPDI系統(tǒng)，在經(jīng)過改造的內(nèi)燃機(jī)中燃燒氫氣，幾乎沒有碳排放，性能優(yōu)于基礎(chǔ)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型。展示的動(dòng)力系統(tǒng)包括一臺(tái)OEM基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)、HPDI 2.0噴油器和相關(guān)軟件，以及一臺(tái)低溫高壓泵，儲(chǔ)氫罐可能安裝在駕駛室后部。

新的 HHPDI 燃料系統(tǒng)基于西港公司的HPDI(高壓噴射)燃料系統(tǒng)技術(shù)，之前西港已經(jīng)做到在重卡上使用生物甲烷和天然氣等替代燃料運(yùn)行，并且其功率、扭矩、效率和性能絲毫不遜于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。現(xiàn)在西港公司將原有HPDI燃料系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)支持燃燒氫氣運(yùn)行，不僅能滿足更嚴(yán)苛的排放法規(guī)，而且動(dòng)力表現(xiàn)更為突出。

類似于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，西港的HHPDI燃料系統(tǒng)也采用壓燃式燃燒，但不能直接燃燒氫氣進(jìn)行做功，它需要借助其他燃料引燃?xì)錃狻?/p>

西港在HHPDI燃料系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一種雙同心針噴油器，一個(gè)噴油嘴上有內(nèi)外兩圈噴孔，內(nèi)側(cè)噴孔可以噴出少量柴油，外側(cè)噴孔可以噴射大量氫氣，這套噴油器是西港的專利產(chǎn)品，也是其HHPDI燃料系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。

氫內(nèi)燃機(jī)的做功過程大致可以分為兩步：首先，在壓縮行程上止點(diǎn)前往氣缸中噴入少量柴油，柴油被壓燃作為先導(dǎo)點(diǎn)火；然后將大量氫氣高壓噴射到柴油火焰中，氫氣作為主燃料燃燒做功。

HHPDI燃燒保留了基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓縮比，氫氣燃燒做功不會(huì)超過發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械極限，卻可以產(chǎn)生比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)更高的峰值扭矩和功率。另外，由于柴油先導(dǎo)點(diǎn)火，在壓縮行程結(jié)束前才噴射氫氣，氫氣持續(xù)燃燒的時(shí)間比較長，不容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，這也解決了氫氣燃料的一個(gè)重大缺陷。

圖5 配備H2 HPDI燃料系統(tǒng)的演示卡車

引燃燃料目前采用柴油，不過Westport表示正在努力消除未來對(duì)柴油引燃的需求。由于使用柴油作為引燃燃料，所以排放總量減少了98%，而不是100%，而且仍需要一個(gè)小型的柴油箱和后處理系統(tǒng)。

Westport HHPDI的亮點(diǎn)：

· 功率和扭矩：比基礎(chǔ)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩高20%；

· 效率：比基礎(chǔ)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高5%~10%；

· 渦輪增壓13 L直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)；

· 燃料：氫氣，采用引燃點(diǎn)火燃料(柴油)；

· 四循環(huán)，壓縮點(diǎn)火，直接噴射。

2.4 Keyou

2022年4月，Keyou，一家致 力于開發(fā)創(chuàng)新的氫能技術(shù)的德國公司展示了兩輛配備氫發(fā)動(dòng)機(jī)的商用車輛——一輛18 t的卡車和一輛12 m城市公交車，這兩款車都基于現(xiàn)有的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)開發(fā)。核心是KEYOU獲得專利的KEYOU-inside系統(tǒng)，未來將主要用于改造現(xiàn)有車輛。

自 2015 年以來，KEYOU一直在開發(fā)可用于將傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o排放物氫發(fā)動(dòng)機(jī)的氫氣相關(guān)技術(shù)、組件和燃燒過程。在此過程中，KEYOU已成功地從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)開發(fā)出迄今為止世界上最高效的氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)。展示的兩款原型車均基于KEYOU開發(fā)的7.8 L氫發(fā)動(dòng)機(jī)。18 t卡車基于戴姆勒 Actros 底盤。

集成工作于 2022年 1 月開始，由來自歐洲特種車輛制造市場領(lǐng)導(dǎo)者Vilshofen的 Paul Nutzfahrzeuge GmbH負(fù)責(zé)。繼成功地將發(fā)動(dòng)機(jī)集 成到車輛中之后，計(jì)劃在慕尼黑附近進(jìn)行首次試駕。預(yù)計(jì)最早將于2022年夏天完成對(duì)示范車的批準(zhǔn)，以使這輛 18 t卡車在公共道路上行駛以進(jìn)行示范運(yùn)行。

12 m長的城市公交車以及18 t重的卡車將在2022年9月的IAA交通運(yùn)輸展上首次亮相。

為了與柴油車輛相提并論，配備氫發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛必須滿足對(duì)標(biāo)柴油機(jī)的眾多參數(shù)。除了價(jià)格，重點(diǎn)是續(xù)駛里程、魯棒性和日常使用的適用性。這是車隊(duì)運(yùn)營商在不必放棄其商業(yè)模式的情況下走向“綠色”的唯一途徑。

KEYOU開發(fā)氫發(fā)動(dòng)機(jī)和改造車輛的方式縮小了“零排放”和成本效益之間的差距。例如：這兩種車型的續(xù)航里程都超過 500 km。發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為 210 kW，不僅提供了足夠的動(dòng)力，而且在苛刻的 WHTC 參考循環(huán)中仍低于歐盟定義的零排放 CO限值。此外，這些產(chǎn)品無需昂貴的廢氣后處理裝置，即可很容易地滿足歐VI排放標(biāo)準(zhǔn)，而這在以前被認(rèn)為是絕對(duì)必要的。下一步是在試驗(yàn)車道和公共道路上證明這些值。

為了實(shí)現(xiàn)商用車板塊的氣候保護(hù)目標(biāo)，針對(duì)現(xiàn)有車輛的解決方案也必不可少。KEYOU所開發(fā)技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)在于它可以應(yīng)用到現(xiàn)有市場。這是因?yàn)樵摷夹g(shù)不僅耐用、可靠且不依賴于稀土，而且還為最終客戶提供了與柴油相當(dāng)?shù)某杀窘Y(jié)構(gòu)——尤其是總體成本。只需要對(duì)底層基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行少量更改，并且現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛的生產(chǎn)。

與其他制造商不同，KEYOU 并不打算生產(chǎn)自己的車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)。相反，這家總部位于慕尼黑的氫能專家正專注于新車和現(xiàn)有車輛的進(jìn)一步開發(fā)和改造。未來 10 到 15 年，全球仍將生產(chǎn)數(shù)百萬輛柴油車，尤其是商用車板塊。

2022年的整車試驗(yàn)結(jié)束后，KEYOU計(jì)劃在2023年底與先鋒客戶一起進(jìn)行密集的用戶試驗(yàn)。試驗(yàn)期間將針對(duì)各種應(yīng)用場景，在真實(shí)條件下進(jìn)行技術(shù)和車輛測(cè)試。到 2024 年，將再增加2個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)，然后將用于更多地應(yīng)對(duì)現(xiàn)有市場上的需求。

圖6 配備氫發(fā)動(dòng)機(jī)的18 t卡車

圖7 配備氫發(fā)動(dòng)機(jī)的12 m城市公交車

2.5 國內(nèi)廠家

除國外廠家外，國內(nèi)的一些主機(jī)廠也啟動(dòng)了對(duì)氫內(nèi)燃機(jī)的研究。

2021年12月，玉柴研發(fā)出燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)YCK05N并成功點(diǎn)火運(yùn)行，面向重卡領(lǐng)域的YCK15N燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)在2022年上半年實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。YCK05燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率媲美氫燃料電池動(dòng)力，采用了超稀薄清潔燃燒的技術(shù)路線、氫氣專用SCR后處理、進(jìn)氣道高壓多點(diǎn)噴射、小慣量高效渦輪增壓器，解決了燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)易早燃易回火的情況，熱效率達(dá)到42%，且真正實(shí)現(xiàn)零污染排放。

2022年6月8日，由一汽解放自主設(shè)計(jì)研發(fā)的國內(nèi)首款重型商用車缸內(nèi)直噴氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)成功點(diǎn)火并穩(wěn)定運(yùn)行。氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)排量為13 L，運(yùn)轉(zhuǎn)功率超500馬力，同級(jí)排量動(dòng)力最強(qiáng)，指示熱效率突破55%。這款氫氣直噴發(fā)動(dòng)機(jī)所基于的零碳?xì)浠鶅?nèi)燃動(dòng)力孵化平臺(tái)，具備氫氣單燃料缸內(nèi)直噴、氫氣單燃料缸內(nèi)和氣道混合噴射、氨氣和氫氣雙燃料噴射能力，可靈活轉(zhuǎn)化成氫氣、氨氣等凈零碳燃料產(chǎn)品。

2022年6月15日，中國重汽、濰柴動(dòng)力聯(lián)合發(fā)布全國首臺(tái)商業(yè)化氫內(nèi)燃機(jī)重卡。該款車型為中國重汽全新一代黃河品牌高端重卡，搭載濰柴動(dòng)力自主開發(fā)的13 L氫內(nèi)燃機(jī)，可商業(yè)化應(yīng)用到港口、城市、電廠、鋼廠、工業(yè)園區(qū)等特殊運(yùn)輸工作場景。濰柴動(dòng)力自2018年起開始布局氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，這款氫內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)了有效熱效率41.8%。

3 結(jié)語

從技術(shù)角度來看，將普通內(nèi)燃機(jī)改造為氫內(nèi)燃機(jī)相對(duì)容易。同時(shí)，還可以充分利用成熟的內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)及現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)施。綠氫的供應(yīng)主要有2種方式：通過可再生能源電解制氫再進(jìn)行配送，或者采用現(xiàn)場制氫的方式?，F(xiàn)階段氫內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用的最大阻力在于氫加注基礎(chǔ)設(shè)施投入巨大以及氫內(nèi)燃機(jī)卡車的TCO成本顯著高于柴油卡車。

依賴于氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展，可能會(huì)推動(dòng)解決這一障礙。盡管這兩種技術(shù)在某些應(yīng)用中可能存在競爭，但更有可能的是，這兩種技術(shù)都有助于增加氫氣在未來動(dòng)力系統(tǒng)組合中的份額，并推動(dòng)彼此的成功。氫內(nèi)燃機(jī)和氫燃料電池兩種動(dòng)力系統(tǒng)需要(很大程度上)相同的基礎(chǔ)設(shè)施。因此，每輛H-ICE車輛將有助于降低氫燃料電池的成本，反之亦然。類似地，兩種動(dòng)力系統(tǒng)共享相同的儲(chǔ)氫罐技術(shù)——占動(dòng)力系統(tǒng)總成本的很大一部分。允許主機(jī)廠和儲(chǔ)罐供應(yīng)商將研發(fā)和資本支出分?jǐn)偟礁嗟能囕v上，將有助于降低所有氫燃料車輛的成本曲線，并支持這兩種解決方案的競爭力。

商用車板塊減排的最大特點(diǎn)在于其應(yīng)用場景的多元化，必須通過不同的技術(shù)路線和細(xì)分產(chǎn)品才能滿足相應(yīng)的需求。在過渡期內(nèi)，氫內(nèi)燃機(jī)仍是一種可行的技術(shù)路線。但長遠(yuǎn)來看，氫內(nèi)燃機(jī)較低的能源轉(zhuǎn)化效率決定了它最終會(huì)被其他兩種路線(純電動(dòng)和氫燃料電池)代替。

6月初，美國能源部(DOE)發(fā)布了一份意向通知，計(jì)劃提供80億美元資金，以在美國各地發(fā)展區(qū)域清潔氫樞紐(HHubs)，加速氫作為清潔能源載體的使用。早在2021年，美國能源部就推出了Hydrogen Shot計(jì)劃，以在10年內(nèi)將清潔氫氣的成本降至每公斤1美元(“1 1 1”)。政府對(duì)氫內(nèi)燃機(jī)卡車以及氫加注基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)給予補(bǔ)貼，大大降低氫內(nèi)燃機(jī)卡車的TCO成本，無疑將加速其推廣應(yīng)用。