0 引言
进入 21 世纪以来，随着人类社会生产 对化石能源需求的激增，全球碳排放量也 在逐年升高，导致温室效应加剧，人类生 存环境逐渐恶化。在联合国第二届全球可 持续交通大会上，习近平总书记说到“建 立起绿色低碳的经济体系，推动社会经济 向着绿色转型，是实现可持续发展的必然 路径。”为此，我国制定出了力争在 2030 年之前实现碳达峰，在 2060 年前实现碳 中和的“双碳”发展目标 [1]。从我国当前 的能源结构方面来看，交通运输所消耗的化 石能源约占整体的 12%，其中燃油汽车的能 源消耗约占交通运输行业的 80%，由此可以 看出，对于交通运输行业来讲，实现燃油车 的降碳减排具有重要意义。而氢气作为一种 清洁无污染的能源，被视作是化石能源的最 佳替代品。在《2030 年前碳达峰行动方案》 中，就明确指出了要不断扩大氢能源在交通 运输领域内的应用，建立起完善的氢能交通 产业体系。但从整体上来看，当前我国氢内 燃机汽车的发展仍处于初期探索阶段，技术 的不成熟和制度的不完善是阻碍氢内燃机汽 车大规模应用的两大因素。因此，如何能够充分发挥出氢能源的优势，大力推广氢内燃 机汽车应用，就成为了当前我国构建绿色氢 能源交通运输体系研究的重要课题。
1 部分国家和地区实现碳中和的技术选择
1.1 欧洲
欧盟不仅是低碳经济的摇篮，更是引领 全球低碳转型的先锋力量。在交通领域，欧 洲坐拥众多历史悠久的汽车制造业巨头，展 现出深厚的行业底蕴。为了进一步推动新能 源汽车的普及与发展，欧盟在 2021 年 7 月重 磅推出了《Fit for 55》政策框架草案，这一举 措彰显了其实现更加雄心勃勃减排目标的决 心。根据该草案，欧盟设定了从 2030 年起，新车及货车的二氧化碳排放量需较 2021 年基 准水平削减 65% 的宏伟目标，并力求在 2035 年实现汽车行业全面的净零排放目标，标志 着欧洲向零碳交通时代迈出了坚实的一步。 欧盟实现可持续发展和碳中和的路径如图 1 所示。
氢内燃机汽车表现出了强大的发展潜力， 尤其是在重型卡车领域，被视作是极具潜力 的新型动力源。对此，欧盟正积极规划并投 资于一系列基础设施建设，涵盖氢气输送管 道、充电站以及加氢站等，旨在最大化地释 放清洁能源转型的益处，并广泛部署无碳排 放的替代燃料系统。针对公路运输，欧盟坚 持将 CO2 排放及车辆排放标准作为推动技术 创新的关键政策杠杆，持续促进技术升级。 此外，欧盟还计划将碳排放交易机制引入道 路运输领域，特别是在燃料供应与道路定价 方面，通过经济手段激励减少化石燃料的使 用，实现显著减排。这一举措旨在进一步压 缩化石燃料的消费空间，促进绿色出行。同时， 欧盟委员会已明确表示，将重新审视并强化 2030 年之后的汽车及货车 CO2 排放标准，以 更加严格的规范引领行业向更加低碳、环保 的方向发展。
1.2 日本
当前，日本的碳排放已达峰，其后续的 发展重心已明确转向追求“碳中和”的宏伟 目标，并视此为驱动国家经济绿色复苏的关 键引擎。2020 年 10 月，日本政府由首相亲自 宣布，确立了到 2050 年实现全面“碳中和”的雄心壮志，同时设定了中期里程碑：至 2030 年，将温室气体排放量较 2013 年的基准 水平削减 46%。现有数据清晰地反映出日本 在减排道路上的积极进展，其温室气体排放 总量在 2013 年触及顶点后，已连续数年呈现 下降趋势，尤其值得注意的是，二氧化碳排 放量在 2019 年已缩减至 12.13 亿吨。鉴于日 本国内经济增长速度放缓与人口出生率的持 续走低，这些因素共同预示着未来日本温室 气体排放的增长空间极为有限，甚至可能进 一步萎缩 [2]。因此，日本未来的低碳发展战 略将更加聚焦于如何有效达成“碳中和”目标， 不仅为了环境保护，也作为促进经济转型升 级、实现可持续发展的新动力。日本碳循环 利用技术路线如图 2 所示。
由此可以看出，日本制定出在 2050 年实 现碳中和的目标时间并不算早。日本作为一 个汽车制造业大国，并非是一味强调发展电 动车，因此其所制定的技术路线也是一个囊 括产业发展和技术继承性的可行性技术路线。
2 我国氢内燃机汽车在实现双碳战略中 的技术路线
从我国能源结构来看，工业生产和电力 是碳排放的两大行业，其次才是交通行业。 在2020年10月份，我国汽车工程学会出台《中 国节能与新能源汽车路线图 2.0》，为我国汽 车技术的“低碳化”发展指明了方向。但从 技术角度来看，汽车内燃机的低碳化和零碳 化发展是一个十分漫长的过程，外加我国汽 车保有量大，内燃机使用面广，因此，推行 内燃机的零碳化具有一定的难度。
汽车内燃机零碳技术即实现汽车全生命 周期内的零碳排放。当前阶段，汽车内燃机 零碳排放的碳中和燃料主要有 3 种来源，具 体技术路径如图 3 所示。
2.1 利用光合作用生成生物质燃料
这类燃料是大自然赋予的宝贵资源，通 过植物、藻类等生物体的光合作用过程，直 接将太阳能转化为化学能储存在有机物质中。 这些生物质燃料，如乙醇和生物柴油，富含碳、 氢和氧元素，具有可再生、低碳排放的特点。 它们在生产和使用过程中，能够显著降低温 室气体排放，是实现内燃机零碳运行的重要燃料选择之一。
2.2 绿氢及其衍生物
绿氢的制备是绿色能源革命的又一里程 碑。它利用太阳能、风能、水能等可再生能 源产生的电力，通过电解水技术分解水分子， 从而获得纯净的氢气 [3]。这一过程不产生任 何污染物，因此被称为“绿氢”。绿氢不仅 可以直接作为清洁能源使用，还可以进一步 转化为其他高能量密度的燃料形式，如绿氨， 绿氨作为绿氢的能源载体，具有易于储存和 运输的优势，为内燃机提供了另一种零碳燃 料选项。
2.3 电力合成液体燃料（e-fuel）
这是碳中和燃料领域的一项前沿技术， 通过结合绿氢与直接空气碳捕集技术获得的 二氧化碳，在催化剂的作用下进行化学反应， 合成出多种液体燃料，如合成甲醇、合成汽油、 合成煤油和合成柴油等。这些电力合成燃料 不仅实现了碳的循环利用，减少了对化石燃 料的依赖，而且其燃烧产生的二氧化碳量等 同于或少于生产过程中从大气中捕获的二氧 化碳量，从而实现了全生命周期的零碳排放。
3 我国氢内燃机汽车在实现双碳战略中的政策建议
3.1 做好顶层设计与规划
制定氢内燃机汽车发展规划是引领氢内 燃机推广应用，实现双碳战略的前提。对此， 政府相关部门应立足国家长远发展大局，制 定出氢内燃机汽车产业的中长期发展建设规 划。明确氢内燃机汽车产业的发展目标和重 点发展任务。例如，加大氢能基础设施建设 力度、促进氢能产业链上下游协同发展等， 以便为氢内燃机汽车的发展指明方向 [4]。除 此之外，还应建立健全氢内燃机汽车产业发 展的政策法规，明确氢能生产、储存、运输、 加注等各环节的安全标准、环保要求及市场准入条件，制定和完善氢内燃机汽车制造标准，推动氢能汽车终端产品的标准化、系列化、规模化生产，从而为氢内燃机汽车产业发展提供坚实的法律保障。
3.2 强化技术研发与创新
技术革新是推动氢内燃机发展的核心因 素，同时也是实现双碳发展目标的重要抓手。 对此，一方面政府相关部门应设立专项研发 资金，针对氢气内燃机汽车的核心技术与瓶 颈问题，开展集中攻关。通过这种方法来攻 克氢能源应用产业链上的关键技术环节，并 提升氢能源的利用效率，降低氢能源的使用 成本，从而为氢内燃机汽车的大规模推广和 应用打下良好基础。除此之外，还应通过支 持企业、高校和科研机构之间的深度合作， 建立起优势互补、资源共享的联合研发模式， 以便加快对氢内燃机关键技术的研究，推动 氢内燃机技术的快速迭代与升级。另一方面， 则应通过建立起完善的学研合作机制，来推 动氢内燃机研究科技成果的有效转化与应用。 例如，可以通过搭建起信息交流平台，促进 产学研各方之间的需求对接与资源共享。构 建科技成果转化激励机制，对在氢内燃机技 术研发、产品化及市场推广等方面取得显著 成效的单位和个人给予表彰和奖励。推动建 立联合实验室或研发中心，为氢内燃机科研 人员提供先进的实验设施与研发环境，促进 理论研究与实践应用的有机融合。
3.3 加大基础设施建设力度
为尽快实现双碳发展目标，推动氢内燃 机的大规模普及应用，还应加大有关氢能源 的基础建设建设力度。具体来看，首先，应 加快加氢站建设。确加氢站建设的主管部门， 确保政策制定、规划执行及监管工作的有序 进行。在此基础上，制定全国统一的加氢站 规划建设和审批办法及流程，简化审批程序， 提高审批效率，为加氢站建设提供便捷高效 的服务 [5]。为了为了加速加氢站网络的布局 与覆盖，政府还应积极鼓励社会资本参与加 氢站建设。通过出台财政补贴、税收优惠、 土地供应支持等优惠政策来降低降低加氢站 建设的投资门槛和运营成本，以次来吸引社 会资本参与至加氢站的建设中来。除此之外， 还应充分调动起能源企业和氢内燃机制造商 的热情，强化与各方主体之间的沟通协调， 形成合力，共同推动加氢站网络的快速形成 和覆盖。其次，还应完善氢能源的运输和存 储设施建设，创新氢能源的储运技术，并同 时建立起氢能储运的标准体系，完善储存容 器的设计制造标准、运输车辆的安全规范， 确保氢能源储运的安全性。
4 结语
综上所述，氢能源被认为是 21 世纪的终 极清洁能源，是化石能源的完美替代品。在 新时代“双碳”战略视域下，加大氢能源 应 用力度，将氢能源汽车嵌入我国交通运输行 业领域，构建起氢能源交通运输体系，可以 有效降低碳排放量。对此，就需要首先选择 好氢内燃机汽车在双碳战略中的技术路线， 并同步出台相关政策为氢内燃机骑车的应用 提供良好保障，从而加速推动“碳达峰”和“碳 中和”目标的实现。
