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(shù)的進步,氫能在世界能源轉(zhuǎn)型中的角色價值日益凸顯,已形成多產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的新格局。根據(jù)世界氫能委員會的預(yù)測,到2050年全球終端能源需求的18%將來自氫能,氫能市場規(guī)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(chǎn)業(yè)鏈體系。氫內(nèi)燃機具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的顯著優(yōu)勢,成為氫能應(yīng)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(fā)展氫氣內(nèi)燃機提出建議,鼓勵企業(yè)、研究機構(gòu)投入氫內(nèi)燃機開發(fā),共同推動氫氣內(nèi)燃機完全自主化。氫氣內(nèi)燃機可以利用現(xiàn)有的內(nèi)燃機技術(shù),以及配套供應(yīng)鏈,通過改裝傳統(tǒng)內(nèi)燃機,使其燃燒氫氣,實現(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,通過電解水產(chǎn)生。因此,氫內(nèi)燃機被行業(yè)公認(rèn)為是氫能用于汽車最具現(xiàn)實意義的技術(shù)途徑。為迎接這一戰(zhàn)略機遇,我國應(yīng)加快布局氫內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)鏈,探索氫能在內(nèi)燃機上規(guī)?;瘧?yīng)用解決方案。
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(fù)中表示,下一步,研究推動將氫氣內(nèi)燃機納入其中予以支持;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。
發(fā)動機制造企業(yè)已經(jīng)充分認(rèn)識到氫內(nèi)燃機的獨特優(yōu)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(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格昂貴,導(dǎo)致成本居高不下,而氫內(nèi)燃機可借助傳統(tǒng)內(nèi)燃機的技術(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)燃機相當(dāng),成本只是燃料電池動力系統(tǒng)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(nèi)燃機的對氫的純度幾乎沒有要求。因此,氫內(nèi)燃機的氫氣成本遠(yuǎn)低于氫燃料電池。
氫燃料電池可以實現(xiàn)零排放,而氫內(nèi)燃機由于缸內(nèi)燃燒會產(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)燃機可以實現(xiàn)近零排放。
氫燃料電池具有效率高、零排放的優(yōu)點,但其技術(shù)難度大,成本高,依賴于基礎(chǔ)設(shè)施。氫內(nèi)燃機保留了傳統(tǒng)內(nèi)燃機的主要結(jié)構(gòu)和系統(tǒng),通過燃燒方式轉(zhuǎn)化能量,主要產(chǎn)物是水,具有與燃料電池接近的熱效率,可以實現(xiàn)近零排放、具有低成本的顯著優(yōu)勢。因此,氫內(nèi)燃機被汽車行業(yè)公認(rèn)為是氫能用于汽車的最具現(xiàn)實意義的技術(shù)選擇路徑。