不燒油，還減碳！氫發(fā)動機成新風(fēng)口，豐田正與多家企業(yè)聯(lián)手研究

每經(jīng)記者 裴健如    每經(jīng)編輯 孫磊

在全球汽車行業(yè)“碳中和”共識下，氫發(fā)動機正成為新風(fēng)口。

日前，豐田汽車、五十鈴汽車、日野汽車、日本電裝等宣布開始為大型商用車氫發(fā)動機進行規(guī)劃和基礎(chǔ)研究，作為發(fā)動機實現(xiàn)“脫碳”的選項，將充分利用各企業(yè)的技術(shù)，商討實現(xiàn)商品化的可能性。除了上述幾家車企外，豐田汽車、鈴木汽車、五十鈴汽車、日野汽車及大發(fā)汽車共同出資設(shè)立的公司Commercial Japan Partnership Technologies（CJP)也將參與其中。

上述企業(yè)認為，在實現(xiàn)“碳中和”的道路上，根據(jù)不同國家能源條件的差異和客戶需求的多樣性，可以選擇多種動力系統(tǒng)來滿足客戶的需求，包括混合動力汽車、純電動汽車和氫燃料汽車。氫發(fā)動機也是其中一種選擇。上述企業(yè)將利用各公司積累的技術(shù)和知識，研究氫發(fā)動機在大型商用車中的潛力，從而擴大實現(xiàn)“碳中和”的可用選項。

豐田已試水氫發(fā)動機

實際上，豐田汽車在此前對氫燃料發(fā)動機已有應(yīng)用。

公開資料顯示，早在2021年5月，在NAPAC富士SUPER TEC 24小時比賽中，豐田汽車就曾在以卡羅拉運動版為基礎(chǔ)的賽車上搭載氫燃料發(fā)動機，作為“ORC ROOKIE Racing”的參賽車輛投入使用。

據(jù)悉，豐田汽車所使用的氫燃料發(fā)動機是以汽油發(fā)動機為基礎(chǔ)，改變?nèi)剂瞎?yīng)系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)，通過燃燒氫氣產(chǎn)生動力。除使用汽油發(fā)動機時也會出現(xiàn)的極其微量的發(fā)動機機油燃燒成分外，行駛過程中不會產(chǎn)生二氧化碳。

而在今年6月5日，搭載氫燃料發(fā)動機的GR COROLLA再度在日本超級耐力賽第2站富士站中完成了比賽。據(jù)官方介紹，相較去年，GR COROLLA所搭載的氫燃料發(fā)動機的輸出功率提高了約20%，扭矩提高了約30%，續(xù)航距離增加了約20%，加氫時間從原來的5分鐘減少到1分半，縮短了約70%。

圖片來源：豐田中國官網(wǎng)

來自豐田汽車旗下高性能運動品牌GAZOO Racing的佐藤恒治表示，豐田對氫燃料發(fā)動機的研究尚處于排放量研發(fā)階段，未來將繼續(xù)在乘用車和商用車兩個領(lǐng)域繼續(xù)挑戰(zhàn)。

“面對量產(chǎn)銷售，不僅要重視發(fā)動機的研發(fā)工作，還要考慮車輛的總體設(shè)計，如增加使用氣氫或液氫燃料等選項。接下來，要面臨的下一個研發(fā)課題就是如何適用于賽場外環(huán)境。 譬如，賽場上的汽車會使用油門從關(guān)閉到全開的全部動力系統(tǒng)區(qū)域，而街道上的車輛一般不會這樣，因此需要采集日常使用數(shù)據(jù)。”佐藤恒治稱，“對于氫燃料發(fā)動機的研發(fā)，我們已經(jīng)做好了如登山般的心理準備，不奢望保持以往的研發(fā)進度。”

產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)齊發(fā)力

值得一提的是，今年3月，國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》（下稱《規(guī)劃》），意味著我國氫能中長期發(fā)展的“頂層設(shè)計”確定。

中信證券發(fā)布的研報稱，預(yù)計到2050年，我國氫能在能源結(jié)構(gòu)中的占比有望達到10%，年化可減排約7億噸，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元。其中，電解水制氫市場規(guī)模7000億元，加氫站1000億元，氫能汽車10萬億元。

在此背景下，除氫燃料電池汽車之外，氫發(fā)動機儼然已成另一條火熱賽道。

據(jù)了解，氫發(fā)動機的技術(shù)優(yōu)勢主要包括：一是可沿用現(xiàn)有內(nèi)燃機工業(yè)體系進行開發(fā)；二是具備無后處理器的情況下滿足嚴苛排放法規(guī)的潛力，后處理等系統(tǒng)可取消或簡化；三是采用傳統(tǒng)燃燒做功模式，對氫氣燃料純度要求較低，燃料適應(yīng)性好。

今年7月，上汽集團旗下動力新科（原上柴股份）宣布公司首臺直噴式氫氣發(fā)動機在試驗認證部試驗基地點火成功。該款直噴式氫氣發(fā)動機排量12.8升，設(shè)計最大馬力480馬力，采用缸內(nèi)氫氣直噴技術(shù)，熱效率達到44%。今年6月28日，廣汽集團（SH601238，股價15.49元，市值1340.97億元）在科技日上發(fā)布了1.5L氫內(nèi)燃機，該發(fā)動機最高熱效率為44%，氫耗≤0.84kg/100km。同在6月，一汽解放（SZ000800，股價8.89元，市值413.75億元）自主設(shè)計研發(fā)的國內(nèi)首款重型商用車缸內(nèi)直噴氫氣發(fā)動機成功點火并穩(wěn)定運行，運轉(zhuǎn)功率超500馬力，指示熱效率突破55%。6月15日，中國重汽（SZ000951，股價13.15元，市值154.50億元）和濰柴動力（SZ000338，股價12.21元，市值1029.21億元）聯(lián)合發(fā)布全國首臺商業(yè)化氫內(nèi)燃機重卡，搭載濰柴動力自主開發(fā)的13L氫內(nèi)燃機，實現(xiàn)了有效熱效率41.8%。

圖片來源：企業(yè)供圖

在今年的全國“兩會”期間，全國人大代表、廣西玉柴機器股份有限公司新品試制裝配工段工段長許燕妮曾提出，氫氣內(nèi)燃機成本低、加氫快、無里程焦慮，具有在商用車整個領(lǐng)域應(yīng)用的潛力，已成為發(fā)動機行業(yè)落實“雙碳”目標的重要路徑之一，不容忽視；全國人大代表、吉利商用車集團首席科學(xué)家劉漢如也建議將氫內(nèi)燃機納入氫能戰(zhàn)略，設(shè)立氫氣內(nèi)燃機專項，建立若干示范工程等。

中國汽車工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長兼秘書長付炳鋒認為，相關(guān)車企氫發(fā)動機的發(fā)布，為商用車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了新的解決方案，是應(yīng)對新一輪產(chǎn)業(yè)變革的強有力措施，也是踐行“雙碳”目標、適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局的正確選擇。

封面圖片來源：豐田中國官網(wǎng)