五菱柳机首款“零碳排放”氢内燃机点火成功！2023年氢内燃机发展如何？

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10月26日，五菱柳机首款自主研发的4M20H氢内燃机成功点火这是五菱柳机继高热效甲醇发动机点火成功后在零碳内燃机领域取得的又一成果。

图源广西汽车集团

4M20H氢内燃机使用可再生的清洁环保能源——氢气作为燃料，作为代替汽油发动机的一种新能源解决方案，能够同时实现零碳排放和高热效率的目标。

据透露，4M20H氢内燃机是在原有的国内首创高热效醇氢油气多元燃料自适应发动机平台的基础上自主研发设计，采用4缸2.0L发动机，具备强动力高效率的性能特点，最大功率达到70kW/5600rpm，最大扭矩为130N·m/4000rpm。

在4M20H氢内燃机的研制和开发过程中，五菱柳机研发团队积极探索新科技，创新运用新技术，针对氢气燃料的特性完成大量的优化设计工作：在高效冷却EGR、高能点火、爆震抑制等多项新技术的加持下，供氢系统采用高压氢气喷嘴，提高充气效率，降低氢气泄露风险；采用专用高效进气管理系统，通过对进气凸轮轴优化设计，有效弥补燃氢带来的功率损失。

同时，研发团队也综合考虑高热效醇氢油气多元燃料自适应发动机平台能源燃料的供给系统和燃烧系统的兼容性，对核心零部件的通用性和互换性进行拓展设计，便于今后有效的实现多燃料动力系统的产业化和成本控制。

“零碳排放”氢内燃机4M20H的点火成功，标志着五菱柳机甲醇-氢气-天然气-汽油多元燃料共用平台之氢气燃料的基础研究环节的完成，清洁能源平台的研发工作已取得阶段性成果。这是五菱柳机贯彻新发展理念、构建新发展格局的一次积极探索，也是五菱柳机在“碳”寻绿色发展，助力国家“双碳”战略目标的一次重要实践。

2023年氢内燃机发展如何？

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，以传统内燃机为基础，通过改变燃料供应系统、喷射系统以及燃料等，燃烧氢气产生动力，从而驱动车辆的行驶。

氢内燃机具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的显著优势，相较氢燃料电池技术，氢内燃机具备较为雄厚的制造基础和低纯度氢燃料要求，成为氢能应用的重要方向之一。

随着全球能源体系绿色低碳转型趋势明确，氢内燃机作为替代传统化石能源的可行性技术路线，其发展也越来越受到重视。去年12月，工信部印发《“十四五”工业绿色发展规划》，再次提出发展氢燃料燃气轮机。今年8月，国家标准委与国家发展改革委等五部门联合印发《氢能产业标准体系建设指南（2023版）》（简称《指南》），这是国家层面首个氢能全产业链标准体系建设指南。《指南》指出在氢能应用方面，主要包括燃料电池、氢内燃机、氢气锅炉、氢燃气轮机等氢能转换利用设备与零部件以及交通、储能、发电核工业领域氢能应用等方面的标准，推动氢能相关新技术、新工艺、新方法、安全相关标准的制修订。

此外，今年以来，国内多家企业在氢内燃机领域加大投入力度，在技术研发、产品应用等方面不断取得进展。详情如下：

1、一汽解放：氢内燃机目前已进入整车试制阶段

10月16日，一汽解放在互动平台表示，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3月交付用户示范运行。

6月28日，一汽解放氨氢融合直喷零碳内燃机在长春市成功点火。据了解，该内燃机凝聚了液氨缸内直喷燃烧、高中压电控双直喷、单一液氨裂解与后处理耦合等技术，实现“以氨载氢、以氢促氨、氨氢融合、零碳安全、节能高效”全新理念，将有助于解决新能源商用车1000公里以上长续航、重载、安全可靠等关键难题。[相关阅读：全球首发！一汽解放氨氢融合直喷零碳内燃机成功点火]

2、潍柴动力：已布局氢内燃机技术

2022年6月，潍柴动力与中国重汽联合发布了搭载潍柴动力自主开发的13L氢内燃机的全国首台商业化氢内燃机重卡。10月初，潍柴动力近日在互动平台表示，公司已布局氢内燃机技术，完成了关键核心技术和商业化应用的突破，掌握了一批原创性专利技术。

3、达安中心攻关氢内燃机

9月22日，襄阳达安汽车检测中心有限公司与华中科技大学能源与动力工程学院正式揭牌成立了一个低碳发动机联合实验室。这个联合实验室配备了行业领先的硬件和软件系统，具备220kW以内的氢内燃机测试能力，可以对发动机性能、整机及部件的可靠性和耐久性进行试验验证，以及进行氢内燃机关键技术的攻关研究。

4、航天三菱首款氢内燃机点火成功

9月20日，航天汽车所属单位航天三菱首款自主研发的4K31THDI氢内燃机在天津大学“先进内燃动力全国重点实验室”成功点火。该氢内燃机是在原有汽油机的基础上自主研发设计，针对氢内燃机的特性应用了多项先进技术，成功点火后，其将正式进入性能标定和机械开发阶段，最终实现整车搭载的目标。

5、我国零碳内燃机关键技术实现突破

7月18日，湖南衡阳高新区南岳电控（衡阳）工业技术股份有限公司成功研制出了全球首套氨氢融合复合动力燃料供给系统。[相关阅读：全球首套！我国零碳内燃机关键技术实现突破]

6、广汽发布国内首款氢内燃混动乘用车和氨发动机技术

6月26日，广汽传祺E9氢混版将成为行业首款搭载氢气发动机的氢混整车发布，搭载了广汽自主研发的2.0L氢发动机+GMC 2.0机电耦合系统大扭矩版。在保留传祺智电新能源E9多模驱动混动系统的基础上，广汽研究院针对氢燃料开发了专用燃烧系统，采用中高压缸内氢直喷、专用高效进气管理系统、高压缩比及爆震抑制技术，搭载传祺智电新能源E9实测百公里氢耗低于1.4kg，整车续航近600公里。[相关阅读：广汽发布国内首款氢内燃混动乘用车和氨发动机技术]

7、吉利动力自研氢内燃机热效率突破46%

6月7日，吉利官宣自研的氢内燃机热效率突破46%。据了解，该氢内燃机在热效率方面实现了全球领先的46.11%，氢气消耗量降至65g/kW·h，有效降低了氮氧化物的排放。在性能方面，其最大功率接近110kW，最大扭矩可达230N·m。通过热效率、能耗、性能及排放的平衡发展，这台氢内燃机将不仅局限于热效率的展示，也能成为高效能源转型的理想选择。[相关阅读：广汽发布国内首款氢内燃混动乘用车和氨发动机技术]

8. 中国首款柔性零碳燃氢发电动力系统点火成功

6月，由玉柴开发的首款低成本高效率高可靠零碳燃氢发电动力系统在重庆点火成功。这是玉柴柔性燃料发动机平台成功迈向商业化应用的重要一步，也是我国燃氢发动机示范应用领域的重大突破。[相关阅读：氢电转换效率达14.2kwh/kg！中国首款柔性零碳燃氢发电动力系统点火成功！]

9、东风马赫动力氢内燃机最新成果发布

4月7日，东风马赫动力氢发动机最新成果发布会在东风公司技术中心举行。此次发布的氢气发动机动力性达80kW/170Nm，热效率突破45.04%，大于40%效率区占比超过70%。该发动机实现氢专用高效可变截面涡轮增压、缸内直喷、高爆压控制优化、主动式曲轴箱通风系统等关键技术突破。[相关阅读：热效率突破45.04%！东风马赫动力氢气发动机发布最新成果]

10、中国首款四座氢内燃机飞机成功首飞

3月25日，中国首款氢燃料内燃机飞机验证机在沈阳某机场完成首飞。此飞机搭载了一汽集团研发的2.0L零排放增压直喷氢内燃机，使用高压气态储氢，储氢重量4.5kg，巡航速度180km/h，氢内燃机最大热效率大于43%，综合热效率大于40%，留空时间大于1小时。[相关阅读：储氢重量4.5kg！搭载一汽氢内燃机！我国自主研制首架氢内燃机通航飞机成功首飞]

当前，在全球能源绿色化的大背景下，不同的动力路线擅长的领域和场景不尽相同，逐渐呈现出百花齐放的市场格局。氢内燃机作为能够实现传统化石能源替代的可行性技术路线，已经引起了众多的关注。在业内专家看来，作为氢能汽车的两个发展方向，氢内燃机与氢燃料电池技术并不冲突，两者在商用车领域均具有较为广阔的发展前景，但同时也都面临着成本高、配套设施短缺、缺乏完善顶层设计以及产业链薄弱等诸多挑战。

具体地，目前氢内燃机业界还处于初步探索阶段，仍存在研发热推广冷的“叫好不叫座”现状。主要原因可能包含以下三个方面：

• 一是氢内燃机政策法规标准体系亟待完善。在当下政策法规中，氢内燃机还未获得正规授权，难以实现车辆上牌。相关技术标准不完善，缺乏检验检测认证相关法规，标准化体系化工作亟待建立健全。

• 二是氢能基础配套设施建设缺乏，氢气的能源属性及工业属性未进行区分。氢气属于易燃气体，作为重要的工业原料之一，始终以危化品进行管理，一定程度上限制了氢在道路车辆上的广泛应用。有专家呼吁氢气参照天然气管理模式，将氢气纳入能源管理范畴。

• 三是在汽车产业政策中还未将氢内燃机纳入新能源汽车政策规划体系，使得不能获得相应的财税、政策和科技补贴红利，较大程度限制了其发展进程。

但是今年以来，行业也确实在慢慢调整改善。今年8月国家层面氢能产业标准体系建设指南发布；7月5日，河北省政府发布了《河北省氢能产业安全管理办法（试行）》（下称管理办法）的通知。该办法明确，氢能企业按行业类别归口监督管理，绿氢生产不需取得危险化学品安全生产许可，这是国内首个对可再生能源制氢在危化品许可方面进行放松的省份；9月，辽宁沈阳大东区人民政府发布政策，明确绿氢生产可不入化工园区，不再成为危化品。新形势下的尝试频出，相信氢内燃机也会迎接发展的新机遇。

“加快国家燃氢内燃机全产业链发展步伐，离不开国家出台以鼓励燃氢内燃机动力技术全领域应用示范为指导方向的相关扶持政策。”年初，玉柴股份电气技术高级技师在2023年两会上建议国家加大燃氢内燃机动力在全产业链的发展，“建议国家能够立足于燃氢内燃机动力装备多领域示范、氢能动力系统测试验证等应用场景，指导我国企业开展分布式、模块化的高效灵活制氢关键技术研究与示范项目，加快燃氢内燃机动力在我国的推广应用。”

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