不燒油，還減碳！氫發動機成新風口，豐田正與多家企業聯手研究

每經記者｜裴健如    每經編輯｜孫磊

在全球汽車行業“碳中和”共識下，氫發動機正成為新風口。

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動機進行規劃和基礎研究，作為發動機實現“脫碳”的選項，將充分利用各企業的技術，商討實現商品化的可能性。除了上述幾家車企外，豐田汽車、鈴木汽車、五十鈴汽車、日野汽車及大發汽車共同出資設立的公司Commercial Japan Partnership Technologies（CJP)也將參與其中。

上述企業認為，在實現“碳中和”的道路上，根據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。氫發動機也是其中一種選擇。上述企業將利用各公司積累的技術和知識，研究氫發動機在大型商用車中的潛力，從而擴大實現“碳中和”的可用選項。

豐田已試水氫發動機

實際上，豐田汽車在此前對氫燃料發動機已有應用。

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的賽車上搭載氫燃料發動機，作為“ORC ROOKIE Racing”的參賽車輛投入使用。

據悉，豐田汽車所使用的氫燃料發動機是以汽油發動機為基礎，改變燃料供應系統和噴射系統，通過燃燒氫氣產生動力。除使用汽油發動機時也會出現的極其微量的發動機機油燃燒成分外，行駛過程中不會產生二氧化碳。

而在今年6月5日，搭載氫燃料發動機的GR COROLLA再度在日本超級耐力賽第2站富士站中完成了比賽。據官方介紹，相較去年，GR COROLLA所搭載的氫燃料發動機的輸出功率提高了約20%，扭矩提高了約30%，續航距離增加了約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

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

“面對量產銷售，不僅要重視發動機的研發工作，還要考慮車輛的總體設計，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課題就是如何適用于賽場外環境。 譬如，賽場上的汽車會使用油門從關閉到全開的全部動力系統區域，而街道上的車輛一般不會這樣，因此需要采集日常使用數據。”佐藤恒治稱，“對于氫燃料發動機的研發，我們已經做好了如登山般的心理準備，不奢望保持以往的研發進度。”

產業鏈企業齊發力

值得一提的是，今年3月，國家發改委和國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》（下稱《規劃》），意味著我國氫能中長期發展的“頂層設計”確定。

中信證券發布的研報稱，預計到2050年，我國氫能在能源結構中的占比有望達到10%，年化可減排約7億噸，產業鏈年產值約12萬億元。其中，電解水制氫市場規模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，氫發動機儼然已成另一條火熱賽道。

據了解，氫發動機的技術優勢主要包括：一是可沿用現有內燃機工業體系進行開發；二是具備無后處理器的情況下滿足嚴苛排放法規的潛力，后處理等系統可取消或簡化；三是采用傳統燃燒做功模式，對氫氣燃料純度要求較低，燃料適應性好。

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動機在試驗認證部試驗基地點火成功。該款直噴式氫氣發動機排量12.8升，設計最大馬力480馬力，采用缸內氫氣直噴技術，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）在科技日上發布了1.5L氫內燃機，該發動機最高熱效率為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）自主設計研發的國內首款重型商用車缸內直噴氫氣發動機成功點火并穩定運行，運轉功率超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）聯合發布全國首臺商業化氫內燃機重卡，搭載濰柴動力自主開發的13L氫內燃機，實現了有效熱效率41.8%。

圖片來源：企業供圖

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，氫氣內燃機成本低、加氫快、無里程焦慮，具有在商用車整個領域應用的潛力，已成為發動機行業落實“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家劉漢如也建議將氫內燃機納入氫能戰略，設立氫氣內燃機專項，建立若干示范工程等。

中國汽車工業協會常務副會長兼秘書長付炳鋒認為，相關車企氫發動機的發布，為商用車產業可持續發展提供了新的解決方案，是應對新一輪產業變革的強有力措施，也是踐行“雙碳”目標、適應汽車產業發展格局的正確選擇。

封面圖片來源：豐田中國官網