華夏能源網&華夏氫能獲悉,近日,濰柴動力(SH:000338)和一汽解放(SZ:000800)自主研發的WP15缸內直噴重型氫內燃機和CA6HV3重型氫內燃機分別通過了環保排放認證試驗。
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濰柴動力表示,這是海內外首款滿足國六法規的氫內燃機產品。一汽解放稱,這是行業首個“雙零排放”氫內燃機產品。
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氫內燃機是以氫氣為燃料的內燃機,工作原理與傳統汽油機相似,通過燃燒氫氣產生動力。其與氫燃料電池并列,是氫能利用的重要技術之一。
雖然人們對氫內燃機的研究要比對氫燃料電池的研究早約30年,但因其在燃燒速度、熱效率以及存儲方面存在短板,長期未能走出實驗室,發展落后于氫燃料電池技術,更不用和新能源汽車領域的純電、混動等技術相比了。
近年來,伴隨著全球能源轉型加速,氫能備受關注,川崎、豐田、濰柴、廣西玉柴等行業知名企業均加大了對氫內燃機的研究。此次濰柴動力和一汽解放的氫內燃機產品通過環保認證,是氫內燃機發展的一個重要階段性成果。
氫內燃機優勢明顯
氫內燃機在近年來再受重視,主要得益于其清潔、環保特性。
首先,氫內燃機燃燒氫氣,化學反應的產物是水,它不會產生化石燃料燃燒時的二氧化碳,對緩解全球變暖有直接助益。
其次,除了不排放碳,氫內燃機還實現了“污染物近零排放”。氫內燃機目前通過“稀薄燃燒”等核心技術,可將氮氧化物排放降至極低水平。以一汽解放CA6HV3為例,其氮氧化物排放量僅為國六標準限值的5%。
還有重要的一點,氫內燃機可沿用現有傳統內燃機80%以上的零部件和生產鏈,這不僅大幅降低了新產線建設帶來的碳排放,也會大大降低產線改造成本以及后續的維修、保養成本。
此外,從全產業鏈來看,氫內燃機還能利用工業副產氫,因為其對氫氣的純度要求并不高,它可將原本被浪費的氫氣“變廢為寶”用于發電,實現減排與能源利用的雙重收益。
另外,政策支持力度的進一步加大也為氫內燃機的發展提供了動力。
今年3月初,《氫能綜合應用試點資金支持標準》發布。文件提到,對試點期內推廣應用符合技術要求的氫動力軌道機車、船舶、礦卡、叉車、兩輪車、航空器、備用電源、熱電聯供、氫儲能發電等,按照燃料電池系統(或氫內燃機、氫渦輪等動力系統)額定功率計算獎勵積分。
4月,生態環境部聯合市場監管總局發布《重型柴油車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》修改單,氫內燃機被正式納入標準體系。這就意味著,氫內燃機獲得了一張“準生證”。
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場景廣闊但還在技術驗證
盡管氫內燃機已經顯示出了強大的發展潛力,但是距離實際應用,還有很長一段路要走。從應用場景來看,主要有三大類,但目前大部分還僅處于技術驗證階段。
一是中重型商用車領域。濰柴動力早在2024年聯合中國重汽發布了全國首臺商業化氫內燃機重卡黃河X7。慶鈴集團于2026年5月全球首發了氫內燃機增程重卡。近期解放“星熠”J6V 49噸牽引車完成了超10萬公里整車可靠性驗證,其間覆蓋了干線物流、重載爬坡、高溫高寒、頻繁啟停等真實運營工況。
第二大場景是發電領域。濰柴動力氫內燃機發電機組已實現國內首次純氫發電并網穩定運行,落地于無錫華光環能微電網示范項目,配套的WP13氫內燃機將轉速波動精準控制在±3r/min以內;湖北投入了國內首臺自主品牌氫內燃機發電機組進行商業示范運營,功率350千瓦,發電效率達到44%;位于北京亦莊的全球首個氫內燃機批量發電項目——中關村道依茨氫氣內燃機發電示范項目于2024年9月11日正式點火。
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濰柴動力無錫華光環能微電網示范項目
三是船舶與工程機械場景。由華燦科船舶技術(上海)有限公司牽頭研制的全球首艘“氫內燃機+有機液態儲氫”動力系統示范船舶“紅旗氫能1號”已于2026年啟動建造,預計2026年底下水試航。廣西玉柴的氫內燃機已在長途牽引車、港口自卸車等領域開展示范應用;在特種車輛方面,搭載廣西玉柴氫內燃機的灑水車已在河北滄州正式投入作業。
華夏能源網注意到,這幾大場景的技術驗證已基本完成,但商業化訂單尚未放量。這與氫燃料電池當前“有訂單、有交付、有運營”的狀態形成了鮮明對比。
規模化應用面臨三重挑戰
截至目前,氫內燃機產品?尚未出現大規模商業化交付訂單?,這也影響了行業信心。
以商業化進度最快的商用車氫能重卡來看,濰柴動力至今未披露過具體訂單數量和金額;今年7月1日,一汽解放與廣東云韜氫能科技有限公司簽署戰略合作協議,雙方約定將推進3000臺氫能重卡的批量銷售與落地應用,但何時能夠落地還是個問號。
華夏能源網注意到,規模化應用緩慢背后,是氫內燃機商業化運用面臨的三重制約。
首先,要想真正實現源頭的“凈零排放”,需要使用綠氫。然而綠氫的制備、儲運成本依然很高。即便氫內燃機對氫氣純度要求低于燃料電池,燃料成本仍是規模化應用的最大障礙。
第二,加氫基礎設施嚴重不足。重卡跑干線、船舶跑航道,都需要沿途有足夠的加氫網絡支撐,而目前全國加氫站不過數百座,且高度集中于少數示范城市群。
第三,氫內燃機自身的技術短板也尚未完全攻克,回火、爆震、早燃等問題仍是行業頑疾,熱效率與燃料電池相比也有一定差距。據了解,氫內燃機目前的熱效率最高可達46.8%,而氫燃料電池可達60%。
這三重制約,成本、基礎設施、技術三者互為掣肘,任何一個環節卡住,氫內燃機商用都難以實現規模化。
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