【成果播報】

　　◎本報記者 劉 昊 通訊員 曹萬(wàn)萬(wàn)

　　發(fā)動(dòng)機排量達15.93升，最大馬力達560馬力——這是目前我國排量最大、馬力最大的燃氫發(fā)動(dòng)機。

　　近日，廣西玉柴機器股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)玉柴）YCK16H燃氫發(fā)動(dòng)機在高效節能環(huán)保內燃機國家工程研究中心成功點(diǎn)火。

　　“此次大排量、大馬力燃氫發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火是我國傳統內燃機產(chǎn)業(yè)在氫能時(shí)代背景下動(dòng)力轉型的又一重要成果，不僅進(jìn)一步豐富了我國燃氫發(fā)動(dòng)機的產(chǎn)品型譜，而且也標志著(zhù)我國內燃機行業(yè)在掌握大規模、低成本利用氫能的關(guān)鍵技術(shù)方面邁出了關(guān)鍵步伐。”中國內燃機工業(yè)協(xié)會(huì )常務(wù)副會(huì )長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)邢敏告訴科技日報記者。

　　燃氫發(fā)動(dòng)機綜合比較優(yōu)勢明顯

　　國務(wù)院出臺的《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》明確要求，在2030年非化石能源的使用比例要達到25%，積極擴大包括氫能在內的清潔能源在交通運輸領(lǐng)域的應用。

　　邢敏介紹，氫能的主要利用方式有燃氫內燃機和燃料電池兩種，對于作為交通運輸領(lǐng)域節能減排主戰場(chǎng)的內燃機系統來(lái)說(shuō)，氫能燃料是一種理想的零碳燃料。同時(shí)，內燃機是最早進(jìn)行氫能利用的動(dòng)力系統，國外企業(yè)和科研機構已經(jīng)掀起研究熱潮，也取得了一定的成果，但受制、儲、運的技術(shù)和成本限制，氫能在高度商業(yè)化的能源市場(chǎng)一直未能成為主角。

　　除了制、儲、運的技術(shù)和成本限制外，將氫氣用作發(fā)動(dòng)機的燃料還面臨著(zhù)其他方面的技術(shù)挑戰。比如，氫氣燃燒快、擴散快、易點(diǎn)燃的特點(diǎn)帶來(lái)較高熱效率的同時(shí)，也帶來(lái)了回火、早燃、爆震的“頑疾”。同時(shí)，燃氫發(fā)動(dòng)機排溫相對較低，且含水量大，給后處理系統帶來(lái)了效率和耐久的挑戰。截至目前，燃氫發(fā)動(dòng)機還暫未形成成熟市場(chǎng)，在歐洲也只是處于探索和示范運行階段。

　　邢敏表示，即便目前氫能在大規模低成本應用方面依然存在技術(shù)瓶頸，但是氫能登上能源市場(chǎng)的舞臺已是大勢所趨。

　　他說(shuō)，相對于燃料電池，燃氫內燃機在制造成本、使用成本和動(dòng)力性等方面有顯著(zhù)優(yōu)勢，而且可以很大程度沿用現有的零部件和生產(chǎn)制造體系，降低大規模投資帶來(lái)的商業(yè)風(fēng)險。尤其對中重卡、船機、工程機械等大負荷和高功率密度的應用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，燃氫發(fā)動(dòng)機在提供新的零碳解決方案的同時(shí)又能保持自身的高熱效率。從用戶(hù)層面來(lái)看，由于外觀(guān)、聲音、工作方式都與大家熟悉的內燃機相似，且可靠性和耐用性可與柴油發(fā)動(dòng)機相媲美，選擇裝配燃氫發(fā)動(dòng)機的重型商用車(chē)或將成為主流方向。

　　北京理工大學(xué)機械與車(chē)輛工程學(xué)院教授孫柏剛同樣看好燃氫發(fā)動(dòng)機的未來(lái)前景。“燃氫發(fā)動(dòng)機不僅氫能利用效率高，解決了純電系統的里程焦慮，而且充氫比燃油車(chē)加油的時(shí)間還短，一旦技術(shù)成熟、基礎設施完善，燃氫發(fā)動(dòng)機的推廣將迎來(lái)爆發(fā)式增長(cháng)。”他說(shuō)。

　　加速促進(jìn)“氫燃料+發(fā)動(dòng)機”市場(chǎng)化

　　玉柴總工程師林鐵堅介紹，此次玉柴點(diǎn)火成功的YCK16H重型缸內直噴燃氫發(fā)動(dòng)機采用了先進(jìn)的燃料高壓共軌、高壓缸內直噴技術(shù)和雙流道增壓技術(shù)，可以按需求在缸內實(shí)現均質(zhì)燃燒或者分層燃燒，動(dòng)力性更強、熱效率更高、穩定性更好。且該產(chǎn)品對燃料純度的適應性較高，可以適配灰氫、綠氫、甲醇在線(xiàn)制氫等多種途徑制備的燃料，依據用戶(hù)需求和燃料制、儲、運的基礎條件，自由組合燃料供給，是一種高適應性、靈活可控的零碳動(dòng)力解決方案。YCK16H燃氫發(fā)動(dòng)機可用于重型商用車(chē)等場(chǎng)景。

　　YCK16H燃氫發(fā)動(dòng)機并不是玉柴在燃氫技術(shù)路線(xiàn)上的第一次探索。在2021年12月，玉柴就推出了我國首臺面向城市客車(chē)、市政、環(huán)衛、物流配送領(lǐng)域的中型燃氫發(fā)動(dòng)機YCK05H。在完成中型燃氫發(fā)動(dòng)機平臺、燃料電池系統開(kāi)發(fā)之后，又推出YCK16H重型燃氫發(fā)動(dòng)機。

　　“氫燃料+發(fā)動(dòng)機”，正在成為商用車(chē)低碳多元化技術(shù)路線(xiàn)中的重要一員。除了玉柴，解放、濰柴、康明斯、道依茨等企業(yè)，也正積極推進(jìn)氫燃料發(fā)動(dòng)機的研發(fā)、應用。如一汽解放發(fā)布的氫氣直噴發(fā)動(dòng)機，具備氫氣單燃料缸內直噴、氫氣單燃料缸內和氣道混合噴射、氨氣和氫氣雙燃料噴射能力，可靈活轉化成氫氣、氨氣等零碳燃料產(chǎn)品。

　　“伴隨著(zhù)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上制、儲、運、用的全方位進(jìn)步，氫能預計將成為內燃機行業(yè)進(jìn)步的新生動(dòng)力。2022年，玉柴還將繼續加大研發(fā)投入，加強專(zhuān)利布局，進(jìn)一步提升YCK05H、YCK16H燃氫發(fā)動(dòng)機的熱效率和動(dòng)力性，并嘗試整車(chē)示范運行。我們企業(yè)預測，在未來(lái)3年，燃氫發(fā)動(dòng)機在熱效率方面將會(huì )持續突破44%，氮氧化物排放也將會(huì )直接滿(mǎn)足下一階段的重型商用車(chē)排放法規要求；在未來(lái)5年，燃氫發(fā)動(dòng)機將會(huì )邁過(guò)耐久性、可靠性等產(chǎn)品門(mén)檻，實(shí)現市場(chǎng)化。”玉柴技術(shù)研究院院長(cháng)王輝博士表示。