首個國家層面氫能產業標準體系建設指南發布：氫內燃機迎發展新機遇

常 青 | 文

2023年8月8日，國家標準委與發改委、工信部、生態環境部、應急管理部、國家能源局等部門聯合印發《氫能產業標準體系建設指南(2023版)》(以下簡稱《指南》)。這是國家層面首個氫能全產業鏈標準體系建設指南。

《指南》指出，氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，對構建清潔低碳安全高效的能源體系、實現碳達峰碳中和目標，具有重要意義。《指南》系統構建了氫能制、儲、輸、用全產業鏈標準體系，涵蓋基礎與安全、氫制備、氫儲存和輸運、氫加注、氫能應用5個子體系。

氫內燃機名列氫能應用之中，凸顯發展態勢良好

此次《指南》將氫內燃機納入氫能應用領域

目前，國家對電動汽車、氫燃料電池汽車已出臺各種扶持和補貼政策，氫內燃機作為實現雙碳目標的重要解決方案，雖然地方和頭部企業在如火如荼的發展氫燃料內燃機，將氫內燃機列入雙碳行動解決方案，但仍需國家引領各地共同推廣。

筆者發現，國家層面的政策和規劃文件中均將氫能在道路交通領域的應用聚焦在氫燃料電池技術方面，很少提及氫內燃機。氫能在全國各地遍地開花，相關中長期發展戰略規劃相繼出臺，燃料電池成為氫能戰略中的重要關鍵詞。然而同樣是屬于氫能應用的氫內燃機，卻沒有在這些規劃中明確被提及，如2022年3月發布的氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)中強調有序推進交通領域示范應用，結合道路運輸行業發展特點，重點推進氫燃料電池中重型車輛應用，有序拓展氫燃料電池等新能源客、貨汽車市場應用空間，逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補發展模式。2025年發展目標位燃料電池車保有量約5萬輛，只強調了氫燃料電池汽車，只字未提氫內燃機。

而在2022年、2023年全國兩會和各類政府座談會、行業研討會上，行業人士和企業負責人都持續發聲，建議將氫內燃機、氫內燃機汽車納入新能源汽車產業發展規劃，國家在支持氫內燃機技術創新和產業化推廣方面的支持力度亟需加強。此次《指南》將氫內燃機點名納入氫能應用領域，另外2023年5月工業和信息化部科技司公開征求對《工業領域碳達峰碳中和標準體系建設指南(2023版)》的意見，其中也指出重點制定氫燃料內燃機等氫能技術和裝備標準，凸顯氫內燃機發展勢頭良好，已逐步被政府納入發展規劃體系。

《指南》指出，在氫能應用方面，主要包括燃料電池、氫內燃機、氫氣鍋爐、氫燃氣輪機等氫能轉換利用設備與零部件，以及交通、儲能、發電核工業領域氫能應用等方面的標準，推動氫能相關新技術、新工藝、新方法、安全相關標準的制修訂。

氫內燃機研發熱推廣冷的“叫好不叫座”現狀亟需產業政策扶持

氫內燃機具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的顯著優勢，相較氫燃料電池技術，氫內燃機具備較為雄厚的制造基礎和低純度氫燃料要求，成為氫能應用的重要方向之一。從目前的市場看，在乘用車領域純電動汽車趨勢明朗，而重型車存在電動化進程緩慢、燃料電池成本過高等問題。與氫燃料電池相比，氫內燃機成本低，兼容性強，大部分零部件與現有內燃機成熟產品通用，只需對現有內燃機適當改進，可大幅度降低制造成本。氫內燃機良好的燃料適應能力，對氫氣純度、雜質含量等要求不高，且高負荷承載能力強，氫內燃機比氫燃料電池更加適應高負荷工況，更適用于重載、非道路和專用車等領域。在節能減排方面，氫內燃機可滿足嚴苛排放法規，可實現零碳或近零碳排放，與傳統內燃機相比排放物少、效率高、發動機壽命長。國內外商用車企業，尤其中重型商用車企業均加速研發氫燃料內燃機。

企業加速研發進程，紛紛點火試車。氫內燃機的研發與設計重點在于噴氫器、曲軸箱通風、氫氣發動機專用后處理系統、高效增壓系統、專用潤滑油等。此外，由于氫氣燃燒速度快，燃燒爆壓較高，發動機機械負荷大，強度設計是開發的重點之一。缸內直噴氫內燃機可有效抑制回火，并顯著提高功率密度，是氫內燃機近階段的發展熱點。

目前，氫內燃機研發已取得階段性進展，但是存在研發熱推廣冷的“叫好不叫座”現狀。主要原因有以下3個方面：

一是氫內燃機政策法規標準體系亟待完善。在當下政策法規中，氫內燃機還未獲得正規授權，難以實現車輛上牌。相關技術標準不完善，缺乏檢驗檢測認證相關法規，標準化體系化工作亟待建立健全；

康明斯氫內燃機重卡

二是氫能基礎配套設施建設缺乏，氫氣的能源屬性及工業屬性未進行區分。氫氣屬于易燃氣體，作為重要的工業原料之一，始終以危化品進行管理，一定程度上限制了氫在道路車輛上的廣泛應用。有專家呼吁氫氣參照天然氣管理模式，將氫氣納入能源管理范疇；

三是在汽車產業政策中還未將氫內燃機納入新能源汽車政策規劃體系，不能獲得相應的財稅、政策和科技補貼紅利，較大程度限制了其發展進程。

氫內燃機技術發展迅猛，政策法規加持，未來可期

目前，商用車領域的氫內燃機研發布局推廣加速。政府在制定產業政策方面對氫內燃機有所提及和側重，如：中國汽車工業協會和內燃機學會制定的氫內燃機碳中和技術路線圖從燃料層面由石油化工科學研究院標委會制定氫燃料標準、生態環境部在下階段排放標準中將氫內燃機排放標準納入現有車船排放標準體系、中汽中心等第三方檢測機構建立完善氫內燃機測試試驗室、中汽產品認證中心將氫內燃動力汽車納入產品3C認證等。

此外，重型商用車市場也在不斷接納氫內燃機動力，發動機OEM及零部件企業聚焦核心關鍵技術，在氫燃油噴射系統(噴嘴)、氫內燃機后處理系統(HOC，SCR)、氫內燃機專用潤滑油、氫內燃機渦輪增壓器等方面持續研發投入。國內頭部企業紛紛開展點火測試、示范運行，如2022年6月8日，一汽解放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；2022年6月15日，中國重汽與濰柴動力聯合發布全國首輛商業化氫內燃機重卡，等等。同時，國外氫內燃機技術不斷突破，2023年7月19日，沃爾沃集團和Westport簽署成立合資企業意向書，合資企業將幫助Westport的高壓直噴HPDI燃料系統技術全球化和商業化，用于長途和越野卡車運輸應用。

此次國家層面首個氫能全產業鏈標準體系建設指南重磅文件的發布，表明國家將開啟氫內燃機納入新能源汽車產業發展規劃，出臺相關支持政策，著力推動國家加速基礎設施建設，支持氫內燃機示范運行。在道路交通領域“雙碳”目標引領下，相信未來在技術、市場和政策多重利好因素支撐下，氫內燃機會有很好的發展空間和前景。