常 青 | 文

2023年8月8日，國家標(biāo)準(zhǔn)委與發(fā)改委、工信部、生態(tài)環(huán)境部、應(yīng)急管理部、國家能源局等部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》(以下簡稱《指南》)。這是國家層面首個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南。

《指南》指出，氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，對構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，具有重要意義。《指南》系統(tǒng)構(gòu)建了氫能制、儲、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋基礎(chǔ)與安全、氫制備、氫儲存和輸運(yùn)、氫加注、氫能應(yīng)用5個子體系。

氫內(nèi)燃機(jī)名列氫能應(yīng)用之中，凸顯發(fā)展態(tài)勢良好

此次《指南》將氫內(nèi)燃機(jī)納入氫能應(yīng)用領(lǐng)域

目前，國家對電動汽車、氫燃料電池汽車已出臺各種扶持和補(bǔ)貼政策，氫內(nèi)燃機(jī)作為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要解決方案，雖然地方和頭部企業(yè)在如火如荼的發(fā)展氫燃料內(nèi)燃機(jī)，將氫內(nèi)燃機(jī)列入雙碳行動解決方案，但仍需國家引領(lǐng)各地共同推廣。

筆者發(fā)現(xiàn)，國家層面的政策和規(guī)劃文件中均將氫能在道路交通領(lǐng)域的應(yīng)用聚焦在氫燃料電池技術(shù)方面，很少提及氫內(nèi)燃機(jī)。氫能在全國各地遍地開花，相關(guān)中長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃相繼出臺，燃料電池成為氫能戰(zhàn)略中的重要關(guān)鍵詞。然而同樣是屬于氫能應(yīng)用的氫內(nèi)燃機(jī)，卻沒有在這些規(guī)劃中明確被提及，如2022年3月發(fā)布的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)中強(qiáng)調(diào)有序推進(jìn)交通領(lǐng)域示范應(yīng)用，結(jié)合道路運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池中重型車輛應(yīng)用，有序拓展氫燃料電池等新能源客、貨汽車市場應(yīng)用空間，逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補(bǔ)發(fā)展模式。2025年發(fā)展目標(biāo)位燃料電池車保有量約5萬輛，只強(qiáng)調(diào)了氫燃料電池汽車，只字未提氫內(nèi)燃機(jī)。

而在2022年、2023年全國兩會和各類政府座談會、行業(yè)研討會上，行業(yè)人士和企業(yè)負(fù)責(zé)人都持續(xù)發(fā)聲，建議將氫內(nèi)燃機(jī)、氫內(nèi)燃機(jī)汽車納入新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，國家在支持氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化推廣方面的支持力度亟需加強(qiáng)。此次《指南》將氫內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)名納入氫能應(yīng)用領(lǐng)域，另外2023年5月工業(yè)和信息化部科技司公開征求對《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》的意見，其中也指出重點(diǎn)制定氫燃料內(nèi)燃機(jī)等氫能技術(shù)和裝備標(biāo)準(zhǔn)，凸顯氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)展勢頭良好，已逐步被政府納入發(fā)展規(guī)劃體系。

《指南》指出，在氫能應(yīng)用方面，主要包括燃料電池、氫內(nèi)燃機(jī)、氫氣鍋爐、氫燃?xì)廨啓C(jī)等氫能轉(zhuǎn)換利用設(shè)備與零部件，以及交通、儲能、發(fā)電核工業(yè)領(lǐng)域氫能應(yīng)用等方面的標(biāo)準(zhǔn)，推動氫能相關(guān)新技術(shù)、新工藝、新方法、安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。

氫內(nèi)燃機(jī)研發(fā)熱推廣冷的“叫好不叫座”現(xiàn)狀亟需產(chǎn)業(yè)政策扶持

氫內(nèi)燃機(jī)具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的顯著優(yōu)勢，相較氫燃料電池技術(shù)，氫內(nèi)燃機(jī)具備較為雄厚的制造基礎(chǔ)和低純度氫燃料要求，成為氫能應(yīng)用的重要方向之一。從目前的市場看，在乘用車領(lǐng)域純電動汽車趨勢明朗，而重型車存在電動化進(jìn)程緩慢、燃料電池成本過高等問題。與氫燃料電池相比，氫內(nèi)燃機(jī)成本低，兼容性強(qiáng)，大部分零部件與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)成熟產(chǎn)品通用，只需對現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)適當(dāng)改進(jìn)，可大幅度降低制造成本。氫內(nèi)燃機(jī)良好的燃料適應(yīng)能力，對氫氣純度、雜質(zhì)含量等要求不高，且高負(fù)荷承載能力強(qiáng)，氫內(nèi)燃機(jī)比氫燃料電池更加適應(yīng)高負(fù)荷工況，更適用于重載、非道路和專用車等領(lǐng)域。在節(jié)能減排方面，氫內(nèi)燃機(jī)可滿足嚴(yán)苛排放法規(guī)，可實(shí)現(xiàn)零碳或近零碳排放，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比排放物少、效率高、發(fā)動機(jī)壽命長。國內(nèi)外商用車企業(yè)，尤其中重型商用車企業(yè)均加速研發(fā)氫燃料內(nèi)燃機(jī)。

企業(yè)加速研發(fā)進(jìn)程，紛紛點(diǎn)火試車。氫內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)與設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于噴氫器、曲軸箱通風(fēng)、氫氣發(fā)動機(jī)專用后處理系統(tǒng)、高效增壓系統(tǒng)、專用潤滑油等。此外，由于氫氣燃燒速度快，燃燒爆壓較高，發(fā)動機(jī)機(jī)械負(fù)荷大，強(qiáng)度設(shè)計(jì)是開發(fā)的重點(diǎn)之一。缸內(nèi)直噴氫內(nèi)燃機(jī)可有效抑制回火，并顯著提高功率密度，是氫內(nèi)燃機(jī)近階段的發(fā)展熱點(diǎn)。

目前，氫內(nèi)燃機(jī)研發(fā)已取得階段性進(jìn)展，但是存在研發(fā)熱推廣冷的“叫好不叫座”現(xiàn)狀。主要原因有以下3個方面：

一是氫內(nèi)燃機(jī)政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系亟待完善。在當(dāng)下政策法規(guī)中，氫內(nèi)燃機(jī)還未獲得正規(guī)授權(quán)，難以實(shí)現(xiàn)車輛上牌。相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善，缺乏檢驗(yàn)檢測認(rèn)證相關(guān)法規(guī)，標(biāo)準(zhǔn)化體系化工作亟待建立健全；

康明斯氫內(nèi)燃機(jī)重卡

二是氫能基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)缺乏，氫氣的能源屬性及工業(yè)屬性未進(jìn)行區(qū)分。氫氣屬于易燃?xì)怏w，作為重要的工業(yè)原料之一，始終以?；愤M(jìn)行管理，一定程度上限制了氫在道路車輛上的廣泛應(yīng)用。有專家呼吁氫氣參照天然氣管理模式，將氫氣納入能源管理范疇；

三是在汽車產(chǎn)業(yè)政策中還未將氫內(nèi)燃機(jī)納入新能源汽車政策規(guī)劃體系，不能獲得相應(yīng)的財(cái)稅、政策和科技補(bǔ)貼紅利，較大程度限制了其發(fā)展進(jìn)程。

氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，政策法規(guī)加持，未來可期

目前，商用車領(lǐng)域的氫內(nèi)燃機(jī)研發(fā)布局推廣加速。政府在制定產(chǎn)業(yè)政策方面對氫內(nèi)燃機(jī)有所提及和側(cè)重，如：中國汽車工業(yè)協(xié)會和內(nèi)燃機(jī)學(xué)會制定的氫內(nèi)燃機(jī)碳中和技術(shù)路線圖從燃料層面由石油化工科學(xué)研究院標(biāo)委會制定氫燃料標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)環(huán)境部在下階段排放標(biāo)準(zhǔn)中將氫內(nèi)燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)納入現(xiàn)有車船排放標(biāo)準(zhǔn)體系、中汽中心等第三方檢測機(jī)構(gòu)建立完善氫內(nèi)燃機(jī)測試試驗(yàn)室、中汽產(chǎn)品認(rèn)證中心將氫內(nèi)燃動力汽車納入產(chǎn)品3C認(rèn)證等。

此外，重型商用車市場也在不斷接納氫內(nèi)燃機(jī)動力，發(fā)動機(jī)OEM及零部件企業(yè)聚焦核心關(guān)鍵技術(shù)，在氫燃油噴射系統(tǒng)(噴嘴)、氫內(nèi)燃機(jī)后處理系統(tǒng)(HOC，SCR)、氫內(nèi)燃機(jī)專用潤滑油、氫內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓器等方面持續(xù)研發(fā)投入。國內(nèi)頭部企業(yè)紛紛開展點(diǎn)火測試、示范運(yùn)行，如2022年6月8日，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)動機(jī)成功點(diǎn)火；2022年6月15日，中國重汽與濰柴動力聯(lián)合發(fā)布全國首輛商業(yè)化氫內(nèi)燃機(jī)重卡，等等。同時，國外氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)不斷突破，2023年7月19日，沃爾沃集團(tuán)和Westport簽署成立合資企業(yè)意向書，合資企業(yè)將幫助Westport的高壓直噴HPDI燃料系統(tǒng)技術(shù)全球化和商業(yè)化，用于長途和越野卡車運(yùn)輸應(yīng)用。

此次國家層面首個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南重磅文件的發(fā)布，表明國家將開啟氫內(nèi)燃機(jī)納入新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，出臺相關(guān)支持政策，著力推動國家加速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，支持氫內(nèi)燃機(jī)示范運(yùn)行。在道路交通領(lǐng)域“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，相信未來在技術(shù)、市場和政策多重利好因素支撐下，氫內(nèi)燃機(jī)會有很好的發(fā)展空間和前景。