近幾年，在國內利好政策的助力下，新能源卡車勢頭非常強勁，其中氫能產業(yè)的快速發(fā)展更是在行業(yè)內掀起了新一輪熱潮。不過談起氫能源卡車，相信大多數(shù)卡友想到的還是氫燃料電池技術，而另一種最近關注度極高的氫內燃機技術路線，已悄然成為了各大車企未來主要發(fā)展方向之一。
那么氫燃料電池和氫內燃機這兩種技術路線有何區(qū)別？各自優(yōu)勢又在哪？為何近期氫內燃機會受到各大車企的青睞？
01政策推動 氫能產業(yè)進入加速階段
首先來說說為何要大力發(fā)展氫能，從政策層面來看，在碳達峰及碳中和目標大背景下，同時也作為我國“十四五”規(guī)劃的重要內容，氫能產業(yè)可以說進入了快車道。
根據國家發(fā)展改革委近日發(fā)布的氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃來看，明確“十四五”時期燃料電池車輛保有量將達到約5萬輛，到2030年，形成較為完備的氫能產業(yè)體系，到2035年，氫能在終端能源消費中的比例明顯提升。據悉，目前已有10多個省、50多個城市陸續(xù)發(fā)布了氫能產業(yè)專項規(guī)劃。長三角、珠三角、環(huán)渤海等地區(qū)已初步形成氫能產業(yè)集群。
從商用車運營層面來看，目前我國新能源車型的主流技術路線還是以純電動為主，在輕微卡車型、城市配送領域應用較為成熟。雖然純電動線路在中重卡以及牽引車上也有大規(guī)模應用，但受限于鋰電池的續(xù)航里程、充電時間以及重量等原因，很難滿足中長距離的物流所需，因此這類純電動產品主要還是在工程自卸、煤炭以及港口、倒短等特定工況場景下運營。
現(xiàn)階段來看，純電技術線路在長途運輸上仍然存在較多瓶頸，技術方面也很難實現(xiàn)“跨越”式突破，而氫能的出現(xiàn)正好解決了這一難題。相比之下，氫氣卡車的續(xù)航里程可與柴油、天然氣相媲美，并且在氫氣加注時間上也控制在10分鐘左右，并且?guī)缀鯖]有碳排放。
02都是用氫燃料 兩者有何區(qū)別？
氫燃料電池和氫內燃機都是使用氫能作為燃料，那么這兩者的區(qū)別到底在哪里？
從構造上講，氫燃料電池車型底盤結構和常見的電動卡車比較接近，同樣配置有電機、電控以及電池三電系統(tǒng)等部件，不過在這基礎上，氫燃料電池卡車還增加了燃料電池和儲氫罐等部件。
目前，氫燃料電池卡車現(xiàn)主要采用質子交換膜燃料電池技術，其中燃料電池相當于是一種能量轉化裝置，依靠氫燃料電池電堆中的氫氣與氧氣產生電化學反應，產生電能驅動。簡單來講，氫能源卡車就是通過氫氣和氧氣在燃料電池中產生電力來給電動機供電，從而推動卡車在路上行駛，有著比較高的能量轉換效率。
可以簡單地將氫燃料電池可以理解為“化學能發(fā)電機”。氫燃料電池是一種能量轉化裝置，它能夠將氫燃料通過化學反應轉化為電能，類似于電化學發(fā)電裝置，因此被稱為燃料電池。
其發(fā)出來的電能經控制器、逆變器等多組電器部件后，可直接驅動電機，為車輛提供行駛的動能。由于分解后的氫氣需要經過質子交換膜來不斷地產生電能，氫離子和電子到達陰極板之后并不會憑空消失，而是與氧原子重新結合為水，其化學式為H20，也就說，幾乎是零排放，零污染。
雖然氫燃料電池是目前主流的氫能技術路線之一，但其制造成本高昂，需要整體更新驅動系統(tǒng)。就拿氫燃料牽引車來說，動輒100-200萬的價格對于普通用戶而言，基本上是可望而不可求。因此，現(xiàn)階段氫燃料重卡只適用于部分特定場景，短時間內很難在商用車上實現(xiàn)全面普及。
其實氫能并非燃料電池的專屬，在內燃機領域早已開始將氫能作為燃料進行研發(fā)及應用。目前國內的一汽解放、濰柴、玉柴等企業(yè)已經上線了各自的氫內燃機產品，在滿足幾乎零碳排放標準的同時，還能實現(xiàn)更低的能耗，這種技術線路也是目前商用車向氫能化發(fā)展的主要方向之一。
氫內燃機車型底盤布局與傳統(tǒng)燃油車更為接近，只不過是對發(fā)動機與燃料噴射系統(tǒng)等部件進行了重新改造和匹配，把燃油變?yōu)榱藲錃狻?/div>
由于氫內燃機的主體結構與柴油機相差不大，因此兩者之間的零部件通用性極高。就以康明斯近期推出的燃料不限定（fuel-agnostic）平臺為例，氫內燃機與柴油機之間有高達80%的部件可以通用，更換發(fā)動機氣缸蓋以及燃料噴射系統(tǒng)以及發(fā)動機電腦板等部件，即可由柴油轉氫氣。
因此，氫內燃機技術線路不太會影響到企業(yè)的生產鏈條，可以有效降低制造成本。并且氫內燃機的技術與柴油機也比較接近，主流廠商都有足夠的技術積累的研發(fā)條件，能夠相對較快地進行普及和推廣。而對于用戶和車隊來說，用更加經濟的價格就能買到氫燃料卡車，可以在相對較短地運營里程內快速收回成本。
03氫內燃機和氫發(fā)動機 各自優(yōu)勢在哪？
很明顯，氫內燃機采用的是傳統(tǒng)燃燒反應，而氫燃料電池采用的則是電化學反應，兩者有著本質上的區(qū)別。氫內燃機的優(yōu)勢在于與市場上保有量較大的柴油車有著較高的零部件通用性，可以在原有的內燃機工業(yè)體系上進行開發(fā)，其技術難度和成本都要比氫燃料電池更有優(yōu)勢，同時還繼承了柴油發(fā)動機可靠耐用的出色表現(xiàn)，有著良好的燃料適應能力。
并且在后期維修保養(yǎng)方面，也有更加成熟的服務技術體系來保障用戶正常運營，同時還具備滿足更高排放法規(guī)的潛力，有利于相關政策環(huán)保要求。在新能源趨勢下，傳統(tǒng)車企、發(fā)動機企業(yè)想要實現(xiàn)快速轉型，除了在純電動方面大做文章之外，氫內燃機無疑成為了當下最佳選擇。
而氫燃料電池技術線路由于需要更新整套驅動系統(tǒng)，并且在燃料電池堆中需要貴金屬催化劑，因此整車無論是技術門檻還是制造成本，都要比氫內燃機更難、更貴。不過氫燃料電池的整體能量利用率比氫內燃機更加高效，如果用戶是長途干線運輸場景的話，且具備足夠高的出勤率，那么長期運營成本仍然會比氫內燃機更低。
那么這兩種技術路線到底該怎么選？誰才是未來主流趨勢呢？相關人員表示，氫內燃機和氫燃料電池目前都有各自對應的運用場景和目標市場，以康明斯為例，他們在這兩個方向都做了大量的研發(fā)投入，認為這兩條技術線路能夠形成互補。無論是制氫、儲氫、運氫以及配套基礎設施建設再到最后用氫，實際兩者上所需要的支持都比較接近，因此康明斯兩手都在抓。
目前來看，無論是氫燃料電池還是氫內燃機技術路線，想要實現(xiàn)全面普及和商業(yè)化推廣，現(xiàn)階段面臨最大的難題還是在制氫、儲氫、運氫以及建設加氫站等配套基礎設施上，一個是安全問題，另一個則是高昂的建造費用。只有建設好完善的基礎設施，才有可能降低氫能產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)里的費用成本，從而讓氫能商用車實現(xiàn)進一步跨越。
手機瀏覽網
