不烧油，还减碳！氢发动机成新风口，丰田正与多家企业联手研究

每经记者 裴健如    每经编辑 孙磊

在全球汽车行业“碳中和”共识下，氢发动机正成为新风口。

日前，丰田汽车、五十铃汽车、日野汽车、日本电装等宣布开始为大型商用车氢发动机进行规划和基础研究，作为发动机实现“脱碳”的选项，将充分利用各企业的技术，商讨实现商品化的可能性。除了上述几家车企外，丰田汽车、铃木汽车、五十铃汽车、日野汽车及大发汽车共同出资设立的公司Commercial Japan Partnership Technologies（CJP)也将参与其中。

上述企业认为，在实现“碳中和”的道路上，根据不同国家能源条件的差异和客户需求的多样性，可以选择多种动力系统来满足客户的需求，包括混合动力汽车、纯电动汽车和氢燃料汽车。氢发动机也是其中一种选择。上述企业将利用各公司积累的技术和知识，研究氢发动机在大型商用车中的潜力，从而扩大实现“碳中和”的可用选项。

丰田已试水氢发动机

实际上，丰田汽车在此前对氢燃料发动机已有应用。

公开资料显示，早在2021年5月，在NAPAC富士SUPER TEC 24小时比赛中，丰田汽车就曾在以卡罗拉运动版为基础的赛车上搭载氢燃料发动机，作为“ORC ROOKIE Racing”的参赛车辆投入使用。

据悉，丰田汽车所使用的氢燃料发动机是以汽油发动机为基础，改变燃料供应系统和喷射系统，通过燃烧氢气产生动力。除使用汽油发动机时也会出现的极其微量的发动机机油燃烧成分外，行驶过程中不会产生二氧化碳。

而在今年6月5日，搭载氢燃料发动机的GR COROLLA再度在日本超级耐力赛第2站富士站中完成了比赛。据官方介绍，相较去年，GR COROLLA所搭载的氢燃料发动机的输出功率提高了约20%，扭矩提高了约30%，续航距离增加了约20%，加氢时间从原来的5分钟减少到1分半，缩短了约70%。

图片来源：丰田中国官网

来自丰田汽车旗下高性能运动品牌GAZOO Racing的佐藤恒治表示，丰田对氢燃料发动机的研究尚处于排放量研发阶段，未来将继续在乘用车和商用车两个领域继续挑战。

“面对量产销售，不仅要重视发动机的研发工作，还要考虑车辆的总体设计，如增加使用气氢或液氢燃料等选项。接下来，要面临的下一个研发课题就是如何适用于赛场外环境。 譬如，赛场上的汽车会使用油门从关闭到全开的全部动力系统区域，而街道上的车辆一般不会这样，因此需要采集日常使用数据。”佐藤恒治称，“对于氢燃料发动机的研发，我们已经做好了如登山般的心理准备，不奢望保持以往的研发进度。”

产业链企业齐发力

值得一提的是，今年3月，国家发改委和国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》（下称《规划》），意味着我国氢能中长期发展的“顶层设计”确定。

中信证券发布的研报称，预计到2050年，我国氢能在能源结构中的占比有望达到10%，年化可减排约7亿吨，产业链年产值约12万亿元。其中，电解水制氢市场规模7000亿元，加氢站1000亿元，氢能汽车10万亿元。

在此背景下，除氢燃料电池汽车之外，氢发动机俨然已成另一条火热赛道。

据了解，氢发动机的技术优势主要包括：一是可沿用现有内燃机工业体系进行开发；二是具备无后处理器的情况下满足严苛排放法规的潜力，后处理等系统可取消或简化；三是采用传统燃烧做功模式，对氢气燃料纯度要求较低，燃料适应性好。

今年7月，上汽集团旗下动力新科（原上柴股份）宣布公司首台直喷式氢气发动机在试验认证部试验基地点火成功。该款直喷式氢气发动机排量12.8升，设计最大马力480马力，采用缸内氢气直喷技术，热效率达到44%。今年6月28日，广汽集团（SH601238，股价15.49元，市值1340.97亿元）在科技日上发布了1.5L氢内燃机，该发动机最高热效率为44%，氢耗≤0.84kg/100km。同在6月，一汽解放（SZ000800，股价8.89元，市值413.75亿元）自主设计研发的国内首款重型商用车缸内直喷氢气发动机成功点火并稳定运行，运转功率超500马力，指示热效率突破55%。6月15日，中国重汽（SZ000951，股价13.15元，市值154.50亿元）和潍柴动力（SZ000338，股价12.21元，市值1029.21亿元）联合发布全国首台商业化氢内燃机重卡，搭载潍柴动力自主开发的13L氢内燃机，实现了有效热效率41.8%。

图片来源：企业供图

在今年的全国“两会”期间，全国人大代表、广西玉柴机器股份有限公司新品试制装配工段工段长许燕妮曾提出，氢气内燃机成本低、加氢快、无里程焦虑，具有在商用车整个领域应用的潜力，已成为发动机行业落实“双碳”目标的重要路径之一，不容忽视；全国人大代表、吉利商用车集团首席科学家刘汉如也建议将氢内燃机纳入氢能战略，设立氢气内燃机专项，建立若干示范工程等。

中国汽车工业协会常务副会长兼秘书长付炳锋认为，相关车企氢发动机的发布，为商用车产业可持续发展提供了新的解决方案，是应对新一轮产业变革的强有力措施，也是践行“双碳”目标、适应汽车产业发展格局的正确选择。

封面图片来源：丰田中国官网