氢气缘何难成汽车内燃机 “新宠”?

氢气缘何难成汽车内燃机 “新宠”?-有驾

在全球都积极探索绿色能源的当下,氢气凭借清洁环保、来源广泛等优势,成为汽车能源领域备受瞩目的 “潜力股”。氢燃料电池汽车已崭露头角,可氢气想成为汽车内燃机的燃料,却面临重重阻碍,至今难以大规模应用。

先看制取环节,成本居高不下是 “拦路虎”。当下主流的制氢方式有化石燃料重整制氢(灰氢、蓝氢)、电解水制氢(绿氢)和工业副产氢回收等。化石燃料重整制氢,虽说技术成熟、成本相对低些,可过程中会排放大量二氧化碳,与节能减排目标背道而驰。绿氢制取过程绿色清洁,可电解槽设备昂贵,加上电价高,让绿氢生产成本远超传统化石燃料,要是没有补贴,普通消费者根本难以承受。工业副产氢虽有成本和产量优势,但其提纯难度大、运输复杂,很难满足大规模、高纯度的需求。

储运方面,更是 “荆棘丛生”。氢气密度小,储存需要高压或低温环境,这对储存设备要求极高。高压气态储氢,需要耐压强度高的储罐,不仅成本高昂,还占据大量空间,让本就寸土寸金的汽车内部空间愈发紧张;低温液态储氢,要将氢气冷却到零下 253℃左右,这一过程能耗巨大,且储存容器的绝热要求严苛,稍有不慎,氢气就会挥发泄漏。运输上,由于氢气特殊的物理性质,无论是管道运输、车辆运输还是船舶运输,都需要专门的设备和技术,投入成本高,还存在一定安全风险,导致氢气运输成本居高不下。

内燃机技术适配难题也不容小觑。氢气燃烧速率快、点火能量低,在气缸内极易引发爆震、早燃和回火等问题。爆震就像发动机内部的 “小炸弹”,频繁发生会严重损害发动机部件,影响其使用寿命;早燃让燃烧过程失控,降低发动机效率;回火则可能导致进气管路着火,危及行车安全。为攻克这些难题,科研人员虽尝试了废气涡轮增压、缸内直喷、ECU 自动控制等技术,可目前仍未实现完全稳定高效运行,技术成熟度和可靠性与传统内燃机相比,还有不小差距。

基础设施建设的滞后,同样拖了后腿。放眼全球,加氢站数量寥寥无几。据国际能源署数据,截至 2024 年底,全球建成加氢站总计 1348 座,我国到 2025 年 6 月底,累计建成加氢站 459 座,且大多集中在长三角、珠三角等区域的示范城市,对于广袤国土和庞大的汽车保有量而言,可谓杯水车薪。建设加氢站,投资巨大,涉及土地、设备采购、运营管理等诸多环节,加上加氢站运营负荷普遍较低,回本周期漫长,让很多企业望而却步。

此外,氢内燃机汽车缺乏完善的行业标准和政策支持体系。从车辆设计、制造到使用、维护,再到加氢站建设运营,各环节都缺乏统一规范,导致市场混乱,消费者信心不足。政策方面,相较于电动汽车和氢燃料电池汽车,氢内燃机汽车得到的补贴、优惠政策较少,企业研发和推广的积极性受挫。

不过,困境虽多,科研人员和企业从未放弃。随着技术持续突破,成本有望降低,基础设施逐步完善,未来氢气或许真能在汽车内燃机领域 “安营扎寨”,为我们带来更清洁、高效的出行体验。

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