【卡車之家 原創】近幾年，在國內利好政策的助力下，新能源卡車勢頭非常強勁，其中氫能產業的快速發展更是在行業內掀起了新一輪熱潮。不過談起氫能源卡車，相信大多數卡友想到的還是氫燃料電池技術，而另一種最近關注度極高的氫內燃機技術路線，已悄然成為了各大車企未來主要發展方向之一。

那麼氫燃料電池和氫內燃機這兩種技術路線有何區別？各自優勢又在哪？為何近期氫內燃機會受到各大車企的青睞？

政策推動 氫能產業進入加速階段

首先來說說為何要大力發展氫能，從政策層面來看，在碳達峰及碳中和目標大背景下，同時也作為我國“十四五”規劃的重要內容，氫能產業可以說進入了快車道。

根據國家發展改革委近日釋出的氫能產業發展中長期規劃來看，明確“十四五”時期燃料電池車輛保有量將達到約5萬輛，到2030年，形成較為完備的氫能產業體系，到2035年，氫能在終端能源消費中的比例明顯提升。據悉，目前已有10多個省、50多個城市陸續釋出了氫能產業專項規劃。長三角、珠三角、環渤海等地區已初步形成氫能產業叢集。

從商用車運營層面來看，目前我國新能源車型的主流技術路線還是以純電動為主，在輕微卡車型、城市配送領域應用較為成熟。雖然純電動線路在中重卡以及牽引車上也有大規模應用，但受限於鋰電池的續航里程、充電時間以及重量等原因，很難滿足中長距離的物流所需，因此這類純電動產品主要還是在工程自卸、煤炭以及港口、倒短等特定工況場景下運營。

現階段來看，純電技術線路在長途運輸上仍然存在較多瓶頸，技術方面也很難實現“跨越”式突破，而氫能的出現正好解決了這一難題。相比之下，氫氣卡車的續航里程可與柴油、天然氣相媲美，並且在氫氣加註時間上也控制在10分鐘左右，並且幾乎沒有碳排放。

都是用氫燃料 兩者有何區別？

氫燃料電池和氫內燃機都是使用氫能作為燃料，那麼這兩者的區別到底在哪裡？首先來看氫燃料電池車型，其底盤結構和我們常見的電動卡車比較接近，同樣配置有電機、電控以及電池三電系統等部件，不過在這基礎上，氫燃料電池卡車還增加了燃料電池和儲氫罐等部件。

目前，氫燃料電池卡車現主要採用質子交換膜燃料電池技術，其中燃料電池相當於是一種能量轉化裝置，依靠氫燃料電池電堆中的氫氣與氧氣產生電化學反應，產生電能驅動。簡單來講，氫能源卡車就是透過氫氣和氧氣在燃料電池中產生電力來給電動機供電，從而推動卡車在路上行駛，有著比較高的能量轉換效率。

我們可以簡單地將氫燃料電池可以理解為“化學能發電機”！氫燃料電池是一種能量轉化裝置，它能夠將氫燃料透過化學反應轉化為電能，類似於電化學發電裝置，因此被稱為燃料電池。

其發出來的電能經控制器、逆變器等多組電器部件後，可直接驅動電機，為車輛提供行駛的動能。由於分解後的氫氣需要經過質子交換膜來不斷地產生電能，氫離子和電子到達陰極板之後並不會憑空消失，而是與氧原子重新結合為水，其化學式為H20，也就說，幾乎是零排放，零汙染。

雖然氫燃料電池是目前主流的氫能技術路線之一，但其製造成本高昂，需要整體更新驅動系統。就拿氫燃料牽引車來說，動輒100-200萬的價格對於普通使用者而言，基本上是可望而不可求。因此，現階段氫燃料重卡只適用於部分特定場景，短時間內很難在商用車上實現全面普及。

其實氫能並非燃料電池的專屬，在內燃機領域早已開始將氫能作為燃料進行研發及應用。目前國內的一汽解放、濰柴、玉柴等企業已經上線了各自的氫內燃機產品，在滿足幾乎零碳排放標準的同時，還能實現更低的能耗，這種技術線路也是目前商用車向氫能化發展的主要方向之一。

氫內燃機車型底盤佈局與傳統燃油車更為接近，只不過是對發動機與燃料噴射系統等部件進行了重新改造和匹配，把燃油變為了氫氣。

由於氫內燃機的主體結構與柴油機相差不大，因此兩者之間的零部件通用性極高。就以康明斯近期推出的燃料不限定（fuel-agnostic）平臺為例，氫內燃機與柴油機之間有高達80%的部件可以通用，更換髮動機氣缸蓋以及燃料噴射系統以及發動機電腦板等部件，即可由柴油轉氫氣。

因此，氫內燃機技術線路不太會影響到企業的生產鏈條，可以有效降低製造成本。並且氫內燃機的技術與柴油機也比較接近，主流廠商都有足夠的技術積累的研發條件，能夠相對較快地進行普及和推廣。而對於使用者和車隊來說，用更加經濟的價格就能買到氫燃料卡車，可以在相對較短的運營里程內快速收回成本。

氫內燃機和氫發動機 各自優勢在哪？

很明顯，氫內燃機採用的是傳統燃燒反應，而氫燃料電池採用的則是電化學反應，兩者有著本質上的區別。氫內燃機的優勢在於與市場上保有量較大的柴油車有著較高的零部件通用性，可以在原有的內燃機工業體系上進行開發，其技術難度和成本都要比氫燃料電池更有優勢，同時還繼承了柴油發動機可靠耐用的出色表現，有著良好的燃料適應能力。

並且在後期維修保養方面，也有更加成熟的服務技術體系來保障使用者正常運營，同時還具備滿足更高排放法規的潛力，有利於相關政策環保要求。在新能源趨勢下，傳統車企、發動機企業想要實現快速轉型，除了在純電動方面大做文章之外，氫內燃機無疑成為了當下最佳選擇。

而氫燃料電池技術線路由於需要更新整套驅動系統，並且在燃料電池堆中需要貴金屬催化劑，因此整車無論是技術門檻還是製造成本，都要比氫內燃機更難、更貴。不過氫燃料電池的整體能量利用率比氫內燃機更加高效，如果使用者是長途幹線運輸場景的話，且具備足夠高的出勤率，那麼長期運營成本仍然會比氫內燃機更低。

那麼這兩種技術路線到底該怎麼選？誰才是未來主流趨勢呢？我們在今年漢諾威車展上和康明斯工作人員進行了交流。他們認為，氫內燃機和氫燃料電池目前都有各自對應的運用場景和目標市場，康明斯在這兩個方向都做了大量的研發投入，並認為這兩條技術線路能夠形成互補。無論是制氫、儲氫、運氫以及配套基礎設施建設再到最後用氫，實際兩者上所需要的支援都比較接近，因此康明斯兩手都在抓。

● 編後語：

目前來看，無論是氫燃料電池還是氫內燃機技術路線，想要實現全面普及和商業化推廣，現階段面臨最大的難題還是在制氫、儲氫、運氫以及建設加氫站等配套基礎設施上，一個是安全問題，另一個則是高昂的建造費用。只有建設好完善的基礎設施，才有可能降低氫能產業鏈各環節裡的費用成本，從而讓氫能商用車實現進一步跨越。（文/龔弋新）