氢能产业进入加速阶段，未来氢燃料电池与氢内燃机谁将更受欢迎？-pg电子竞技平台

2022-11-02 16:08:23  信息编号：k225877  浏览次数：86

近几年，在国内利好政策的助力下，新能源卡车势头非常强劲，其中氢能产业的快速发展更是在行业内掀起了新一轮热潮。不过谈起氢能源卡车，相信大多数卡友想到的还是氢燃料电池技术，而另一种最近关注度极高的氢内燃机技术路线，已悄然成为了各大车企未来主要发展方向之一。

那么氢燃料电池和氢内燃机这两种技术路线有何区别？各自优势又在哪？为何近期氢内燃机会受到各大车企的青睐？

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政策推动，氢能产业进入加速阶段

首先来说说为何要大力发展氢能，从政策层面来看，在碳达峰及碳中和目标大背景下，同时也作为我国“十四五”规划的重要内容，氢能产业可以说进入了快车道。

根据国家发展改革委近日发布的氢能产业发展中长期规划来看，明确“十四五”时期燃料电池车辆保有量将达到约5万辆，到2030年，形成较为完备的氢能产业体系，到2035年，氢能在终端能源消费中的比例明显提升。据悉，目前已有10多个省、50多个城市陆续发布了氢能产业专项规划。长三角、珠三角、环渤海等地区已初步形成氢能产业集群。

从商用车运营层面来看，目前我国新能源车型的主流技术路线还是以纯电动为主，在轻微卡车型、城市配送领域应用较为成熟。虽然纯电动线路在中重卡以及牵引车上也有大规模应用，但受限于锂电池的续航里程、充电时间以及重量等原因，很难满足中长距离的物流所需，因此这类纯电动产品主要还是在工程自卸、煤炭以及港口、倒短等特定工况场景下运营。

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都是用氢燃料，两者有何区别？

1、氢燃料电池

燃料电池是一种能量转化装置，它将燃料的电化学能转化成电能。它类似于电池一样也是电化学发电装置，因此被称为燃料电池。对应的采用氢气作为燃料的燃料电池就是氢燃料电池。它可以理解为水电解成氢气和氧气的逆反应。因此反应过程既清洁，又高效。因为它不受传统发动机采用卡诺循环42%左右的热效率限制。氢燃料电池的效率可轻松达到60%以上。氢燃料电池的本质是一个发电装置，利用氢气和氧气产生电化学反应从而释放出电能和热能，在反应过程中生成水，在这个过程是完全脱碳的，同时也不会产生其他氮氧化合物。因此，与氢燃料内燃机相比，它更环保，更符合碳达峰、碳中和的需求。

氢燃料电池并不像火箭那样通过氢气和氧气燃烧的剧烈反应产生动能，而是通过催化装置将氢气中的吉布斯自由能释放出来。打个比方，石墨和钻石都是碳的存在形势。但是形成钻石需要高温和高压。因此这种形态转化就代表不同的吉布斯自由能。

吉布斯自由能是涉及熵和焓等理论的电化学能。

氢燃料电池工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂（铂）分解成电子和氢离子（质子）。其中质子通过质子交换膜（proton exchange membrane）到达负极和氧气反应变成水和热量。对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。

2、氢内燃机

不知道大家有没有想过，直接把氢拿来烧？对的，想汽油柴油那样烧，这就是氢燃料内燃机（hice）。

其实氢能并非燃料电池的专属，在内燃机领域早已开始将氢能作为燃料进行研发及应用。目前国内的一汽解放、潍柴、玉柴等企业已经上线了各自的氢内燃机产品，在满足几乎零碳排放标准的同时，还能实现更低的能耗，这种技术线路也是目前商用车向氢能化发展的主要方向之一。

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氢内燃机和氢发动机，各自优势在哪？

很明显，氢内燃机采用的是传统燃烧反应，而氢燃料电池采用的则是电化学反应，两者有着本质上的区别。氢内燃机的优势在于与市场上保有量较大的柴油车有着较高的零部件通用性，可以在原有的内燃机工业体系上进行开发，其技术难度和成本都要比氢燃料电池更有优势，同时还继承了柴油发动机可靠耐用的出色表现，有着良好的燃料适应能力。

并且在后期维修保养方面，也有更加成熟的服务技术体系来保障用户正常运营，同时还具备满足更高排放法规的潜力，有利于相关政策环保要求。在新能源趋势下，传统车企、发动机企业想要实现快速转型，除了在纯电动方面大做文章之外，氢内燃机无疑成为了当下最佳选择。

而氢燃料电池技术线路由于需要更新整套驱动系统，并且在燃料电池堆中需要贵金属催化剂，因此整车无论是技术门槛还是制造成本，都要比氢内燃机更难、更贵。不过氢燃料电池的整体能量利用率比氢内燃机更加高效，如果用户是长途干线运输场景的话，且具备足够高的出勤率，那么长期运营成本仍然会比氢内燃机更低。

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氢内燃机和氢燃料电池：互补用例

氢内燃机和氢燃料电池提供了互补的用例。 内燃机往往在高负荷下效率最高。相比之下，氢燃料电池在低负载时效率最高。因此，对于倾向于将大部分时间用于运输最大负载的重型卡车而言，内燃机通常是理想且高效的选择。另一方面，经常空载运行的车辆（例如拖车或混凝土搅拌车）使用燃料电池可能会更高效。

燃料电池电动汽车还可以在非常瞬态的工作循环中通过再生制动来捕获能量，从而提高其整体效率。氢内燃机还可以作为独立的动力系统pg电子娱乐平台的解决方案运行，无需电池组即可处理瞬态响应需求。结合电池组的燃料电池也可以实现同样的效果。

最后

那么这两种技术路线到底该怎么选？谁才是未来主流趋势呢？

氢内燃机和氢燃料电池目前都有各自对应的运用场景和目标市场，康明斯在这两个方向都做了大量的研发投入，并认为这两条技术线路能够形成互补。无论是制氢、储氢、运氢以及配套基础设施建设再到最后用氢，实际两者上所需要的支持都比较接近，因此康明斯两手都在抓。

目前来看，无论是氢燃料电池还是氢内燃机技术路线，想要实现全面普及和商业化推广，现阶段面临最大的难题还是在制氢、储氢、运氢以及建设加氢站等配套基础设施上，一个是安全问题，另一个则是高昂的建造费用。只有建设好完善的基础设施，才有可能降低氢能产业链各环节里的费用成本，从而让氢能商用车实现进一步跨越。