氢能的利用方式主要有燃料电池和氢内燃机两种。氢内燃机也叫氢燃料发动机,可以简单的理解为烧氢气的发动机,其基本原理与普通的汽油或者柴油内燃机的原理一样,只是氢内燃机里的燃料是氢气。
在2024年汉诺威商用车展上,在氢能发动机联盟活动中,康明斯、MAN、博世、德国货运和物流协会以及欧盟委员会等多家组织共同表示:与现有零碳技术相比,氢内燃机技术在初期投资成本上更具优势。
2024年以来,多家企业推进氢内燃机产品研发,相关示范应用将逐步展开。多家企业将氢内燃机示范运行时间规划在2025年前后,氢内燃机即将步入发展快车道。
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多家企业推进氢内燃机产品研发
1. 一汽解放氢内燃机计划今年交付用户示范运行
4月,一汽解放回复投资者时表示,氢内燃机作为“双碳”实现路径之一,一汽解放不断加大研发投入,在2022年首发点火后,一直在推进开发工作,目前已进入整车试制阶段,计划2024年交付用户示范运行。
2. 博世推出首款用于卡车的氢能内燃机
4月,博世动力中国在2024北京国际车展上,首次展出其氢燃料内燃机低压直喷系统,该系统采用了直喷技术从而杜绝回火现象,可以显著提高瞬态响应性,并提高热效率和功率密度,该产品预计将于2026年量产。
3. 康明斯印度工厂氢内燃机已经投产
5月,康明斯宣布,其位于印度詹谢普尔的全新制造工厂已开始为塔塔汽车生产最新的氢内燃机 。康明斯表示,首台 B6.7H 氢内燃机2024 年3月下线,将集成到塔塔汽车的卡车中。
4. 瓦锡兰氢内燃机发动机预计将于2025年开始接受订购
6月,瓦锡兰官微宣布推出新型氢动力内燃机发电厂,该发电厂可以转换为100%氢燃料运行。构成氢燃料发电厂基础的瓦锡兰31内燃机发动机在启动后30秒内即可与电网同步。该氢燃料内燃机发动机预计将于2025年开始接受订购,并从2026年开始交付。
5. 潍柴展出WP15氢内燃机
9月,德国汉诺威国际交通运输博览会上,潍柴展示了一款高端动力氢内燃机——WP15氢内燃机。目前,潍柴已推出8L、13L、15L等多款氢内燃机,实现了在市场终端的批量应用。
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氢内燃机示范应用将逐步展开
氢燃料发动机结构与现有内燃机相似,车企和内燃机企业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,氢内燃机的研发推进,对车企具备极大的吸引力。
2024年以来,多家车企纷纷发布或计划推出氢内燃机车型。目前,其推出的车型多以商用车为主。其具体情况如下:
1. 曼恩hTGX氢内燃机重卡正式上市,首批已经预售完毕
4月,德国曼恩宣布:旗下氢内燃机卡车正式上市销售,命名为:”MAN hTGX”。最初计划的小型系列约有 200 辆,最早将于 2025 年交付给德国、荷兰、挪威、冰岛和部分非欧洲国家的客户。
2. 雷诺Alpine推出氢内燃机赛车
5月,雷诺汽车公司旗下运动品牌Alpine(阿尔派)发布了Alpenglow氢燃料发动机原型车。据悉,Alpine公司还将推出排量更大的氢燃料发动机,包括使用液态氢气的发动机,以及为下一代车型配置定制的新款V6发动机。目前,新款V6发动机已经开始在测功机上进行试验,并有望于2024年下半年推出。
3. 沃尔沃将在2026年推出氢内燃机卡车
5月,沃尔沃卡车表示,正在开发使用氢气的内燃机卡车,计划于2026年启动氢内燃机重卡的客户测试,并将在2030年末投入商用。目前,相关测试在实验室和车辆上进行。
4. 东风柳汽发布氢内燃机版重卡
6月,东风柳汽乘龙展出了一台搭载570马力玉柴YCK15510H-60氢发动机的乘龙H7牵引车。该车实车自重轻至8.8吨,采用了8个210升的氢气瓶,35Mpa高压储氢技术,同时还支持6分钟快速加氢。该车采用了氢燃料及多燃料共平台技术;适应纯度95%以上燃料,不挑气。
5. 梅赛德斯-奔驰氢内燃机上车测试
7月, 梅赛德斯-奔驰特种卡车和合作伙伴Mörtlbauer Baumaschinen Vertriebs联合展示了两款原型车——Unimog测试车和履带式车辆,作为“WaVe”开发项目的一部分,该项目旨在研究专用车辆的氢燃烧发动机。
除了汽车领域之外,氢内燃机还将被应用在发电等领域。
6. 国内首个氢内燃机城市级综合应用示范工程签约
5月,沧州市政府与北京氢燃科技有限公司签署“国内首个氢内燃机城市级综合应用示范场景引领工程”合作协议。根据协议,双方将围绕打造“国内首个氢内燃机城市级综合应用示范场景引领工程”,全面深化合作。
7. 川崎重工首台大型中速燃气内燃机30%氢气实证项目成功试运行
8月,川崎重工在神户工厂的大型燃气内燃机(型号:KG-18-T,额定功率7.5MW,60Hz)成功完成30%(体积比)的氢气掺烧调试运行,也是日本国内首次成功完成的大型中速燃气内燃机掺氢运行项目,预计2024年10月起完全运行。
8. 全球首个氢内燃机批量发电示范项目启动
9月,由中关村发展集团与德国道依茨股份有限公司合作的氢气内燃机发电示范项目在北京经济技术开发区点火启动。该项目是全球首个氢内燃机批量发电项目。示范项目的核心设备是道依茨研发的7.8L氢内燃机,本次点火启动的示范项目可支持连续生产运行,年发电量最多可达100万度。