氢内燃机补位？正加速迈向应用验证阶段
赵赛楠
高工氢电
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在全球能源绿色化的大背景下，氢能在未来能源革命中的发展潜力被广泛看好。氢燃料电池、氢内燃机作为氢能在车用领域的利用的两种主要方式已经吸引一众企业卡位布局。受制于
技术、
成本等多重因素，近年氢燃料汽车的发展不及预期，氢内燃机研发热潮正悄然兴起，并正加速迈向应用验证。
据公开消息，目前包括道依茨、博世、德国曼恩、丰田、五菱柳机、一汽集团、奥地利AVL、康明斯、科勒、印度塔塔汽车、雅马哈、玉柴集团、广汽集团、乌尼莫克（排名不分先后）等在内的全球多家主机厂及发动机厂商均已发力氢内燃机的相关研发和应用，不少已经完成产品开发工作，推出样机并完成点火测试。
其中以一汽集团、雅马哈、乌尼莫克、康明斯、博世等为代表的企业在近日公布其
氢内燃机实际
应
用验证的最新进展：
今年1月27日，由中国工程院杨凤田院士倡导的首款四座氢内燃飞机原型机（功率提升到120kW）在沈阳法库财湖机场进行了五次飘飞测试，为下一步首飞奠定了基础。该机型的验证机于2023年3月25日在沈阳某机场完成首飞，搭载中国
第一汽车集团有限公司基于“红旗”汽油机研发的国内首款2.0L零排放增压直喷氢燃料内燃机（当时功率为80kW）
，是我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机。
同在1月，
雅马哈推出一辆由氢内燃机提供动力的高尔夫球车Drive H2，
该车配备了一对高压氢气罐，每个罐可容纳 25 升燃料，是世界上第一辆配备氢气内燃机的高尔夫球车。雅马哈表示将继续开发和测试氢燃烧发动机，目标是让他们为人们能够购买的产品做好准备。
梅赛德斯-奔驰特种卡车公司
乌尼莫克也于1月宣布其Unimog U 430机具载体车原型氢燃烧发动机在试验使用中，
该测试车基于Unimog U 430机具载体车。安装了一台经过特殊改装的燃气发动机，配有油箱、安全和监测系统以及测量技术，用于使用氢气技术的替代驱动。在下一个开发阶段，将增加工作量，以满足正常工作日的需求。
去年10月，康明斯氢发动机总经理Jim Nebergall在一份声明中，详细介绍了与特雷克斯高级搅拌机公司(Terex Advance Mixer)、终端用户Edge Materials和氢气生产商PCC Hydrogen的合作，
康明斯X15H氢内燃机将用于特雷克斯搅拌车。
此外德国博世也在2024年国际消费电子展上表示押注氢内燃机，计划2024年推出首款用于卡车的氢能内燃机，以补充其现有的燃料电池和动力电池产品。据了解，博世于去年5月首次宣布了研发氢能内燃机的计划，然后
在6月的勒芒24小时耐力赛上展示了配备3升氢能发动机的Ligier赛车。
国家燃料电池汽车及动力系统工程中心副主任马天才指出，在上世纪末，氢内燃机与燃料电池的研究基本同步，但受限于材料、技术等因素，氢内燃机并没有得到大规模发展，尤其随着燃料电池技术的快速进步，氢内燃机进入一个相对低潮的阶段。
直到最近，氢能的发展备受关注，在燃料电池的耐久性、成本、环境适应性面临一些挑战的情况下，产业链又开始转而关注氢内燃机，重启了研发工作。同时，国家对氢能产业的重视以及“十四五”期间内燃机相关项目得到支持，也在一定程度上激发了产业热情。
事实上，氢燃料电池和氢内燃机作为氢能在车用领域的两种主要利用方式，各有优缺点。
氢燃料电池相比氢内燃机化学能到机械能的能量转换效率更高，而且省去了内燃机中的机油润滑系统和散热系统，但客观面临着商业化初期的成本、技术等多重掣肘。氢内燃机燃烧效率更低，续航、早燃、回火、爆震、污染物排放等问题仍待改进，但成本是目前的燃料电池价格的1/10甚至1/20。
对汽车发动机及主机厂企业来说，发展氢内燃机可以发挥在内燃机方面的技术优势，甚至保留整条内燃机产业链条，可以轻松地将氢内燃机装配到现有车辆系统中，大多数零部件和软件可以保持不变，因此具备极大的吸引力。
“由于兼有传统内燃机和燃料电池的优点，通过提升技术可靠性、动力性及经济性，氢内燃机将从根本上为用户提供一个‘买得起+用得起’的零碳解决方案，是我国交通领域迈向氢能源经济的现实途径。”北京理工大学机械与车辆工程学院教授孙柏刚在商用车碳中和创新发展论坛上表示。
从氢能产业链角度来看，氢内燃机和氢燃料电池的推广均需要氢能制储运加等配套和完善，一种技术的推广对另一路线的发展存在着一定的协同推进作用。因此，氢内燃机的研发热潮在某种程度上是当下氢能在车用领域应用的补位，能够最大程度保障氢能产业发展方向不发生严重偏离。
面向下一步，业内认为，氢内燃机将协同氢燃料电池共同推进氢能在车用领域的经济高效应用，但在这之前，氢内燃机产品要逐步解决公告上路问题，预机氢内燃机向正式推向市场的时间将在2026年或2027年。
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