近日，国内几家头部商用车企陆续发布氢发动机研发成果，使得这一市场相对陌生的技术路线开始被外界所关注。与技术复杂且成本更高的氢燃料电池路线不同，氢发动机和目前卡车市场应用的天然气发动机类似，在商业化普及方面具有很大优势。此外，由于它可以利用现有的内燃机产业链基础，有可能让已经被唱衰的内燃机获得新生。
氢发动机为何突然热起来
2022年6月8日，一汽解放发布消息称，其自主设计研发的国内首款重型商用车缸内直喷氢气发动机成功点火并稳定运行。该款氢气发动机排量13L，运转功率超500马力，指示热效率（实际循环指示功与所消耗的热量的比值）突破55%。一汽解放6月16日在投资者互动平台上表示，氢气发动机是一汽解放“智慧动力域”品牌和“15333”新能源战略的重要技术成果，此次成功点火是实现商业化运营的重要突破，后续公司将会按既定开发计划完成产品开发，推出整车产品，加速推动商业化落地。
6月15日，在山东重工新科技成果展上，中国重汽、潍柴动力联合发布全国首台商业化氢内燃机重卡，该款车型为黄河重卡，搭载潍柴动力自主开发的13L氢内燃机，实现了有效热效率41.8%，可商业化应用到港口、城市、电厂、钢厂、工业园区等工作场景。
从上述两条消息可知，目前国内头部商用车企已经在氢内燃机技术上进行了相应布局，并且在商业化应用方面取得了重要突破，预计后续会有多家企业对氢发动机技术进行跟进。
潍柴研发的重型氢内燃机
从全球其他市场来看，欧美商用车行业巨头也在氢发动机技术上纷纷进行布局。美国时间6月7日，国际动力巨头康明斯宣布加入氢发动机联盟。该联盟2022年1月成立，包括了主要的汽车公司、行业供应商和学术机构，目标是支持可持续氢内燃机技术的研发，博世、戴姆勒卡车和卡尔斯鲁厄理工学院位列其中。此前，康明斯曾宣布开发了一个不确定燃料的发动机平台，包括用于公路和非公路的6.7至15升排量氢内燃机，其15L产品已经亮相。
康明斯15升氢内燃机
那么，在纯电动和氢燃料技术研发如火如荼的大背景下，国内和国际的多家头部商用车企，为何突然开始热衷于氢内燃机技术呢？商车邦分析认为，其背后的根本原因是：氢内燃机突出的成本优势和产业链基础。从技术本身来看，尽管燃烧策略有所变化，但氢内燃机本质上还是一台燃烧氢气的内燃机，它可以充分利用现有内燃机行业的研发、制造、供应链资源，快速实现量产，并在最终成本上做到与传统内燃机接近，这是其他新能源技术都无法比拟的优势。
市场前景及带来的启示
目前，在全球减排的重压之下，商用车行业正面临着一场动力革命，随着各种电动化技术的兴起，内燃机面临着退出历史舞台的可能。但对于整个行业来说，已经发展了一百多年的内燃机如果有一天真的被彻底淘汰，将会造成巨大的资源浪费。仅以国内商用车市场为例，2021年商用车用多缸柴油机销量高达296.75万台，除独立发动机企业外，行业排名靠前的商用车企基本都拥有自己的发动机制造体系。如果这300万台的产能全部被淘汰，对于整个产业链的冲击力可想而知。而对于发展历史更悠久的欧美商用车行业来说，也面临着同样的问题。
因此，很多企业都在考虑一个问题，能否在发展纯电和氢燃料电池等新能源技术的同时，找到第三种技术路线：既能够满足减排要求，又可以充分利用现有的内燃机工业基础。显然，氢发动机是一个最合适的选择。
从排放来看，氢发动机虽然达不到氢燃料电池技术的零排放，但与传统内燃机相比，其除了释放微量二氧化碳（来自环境空气和润滑油）之外，唯一的污染物是氮氧化物（NOx）。而通过先进的燃烧过程和相对简单的后处理系统，氮氧化物排放也可以接近于零；从工作原理来看，氢发动机和天然气发动机类似，可沿用现有的内燃机工业体系进行开发，大部分零部件与现有内燃机成熟产品通用，可极大缩短开发周期，更快实现商业化；对于用户而言，在使用方面也和天然气卡车类似，车上带有储氢罐，可通过加注氢气保证续驶里程。
但氢发动机商用车的商业化应用也面临着几个不确定的因素：一是动力性能及发动机可靠性表现；二是氢气的价格；三是氢气加注站的分布。这些问题的解决，有的需要依靠企业研发能力，有的则需要配套体系的建设，而后者的影响显然更大。
那么，未来氢发动机在商用车的市场究竟有多大，商车邦认为，大致可以参照天然气卡车的发展过程，预计在重卡总销量的10%-20%，最终要看氢气价格以及加注站等配套设施情况。
远程汽车甲醇重卡在丹麦测试
不管前景如何，商车邦认为，发展氢发动机至少给行业带来两点启示：第一，内燃机不一定会消亡。如果我们只是把内燃机看作一个燃烧做功的硬件设备，不管喷入的是柴油、天然气、氢气、甲醇、生物燃料，只要通过燃料和燃烧技术变革，能够实现低排放、低污染，它就一定能继续存在下去；第二，一定要走多元化技术路线。中国商用车行业有其自身的特点，使用场景非常复杂，不能完全参照欧美市场的方式，多条技术路线并存是必然选择，只要能够在特定场景下解决客户的实际痛点，就是最适合的技术路线。
