在全球脱碳努力中内燃机 (ICE) 的长期作用仍存在争议之际，非营利组织发动机技术论坛最近举办了一场网络研讨会，邀请了一批行业专家，讨论氢在内燃机中作为脱碳战略的未来。
“我们认为内燃机的未来在于降低排放、提高效率并转向可持续和可再生燃料，”发动机技术论坛执行董事艾伦·谢弗在网络研讨会开幕致辞中说道。“归根结底，我们也认为它是能源未来发展的关键组成部分。”
图片：Grispb via Adobe Stock康明斯市场战略执行总监吉姆·内伯格尔表示，氢内燃机已在市场可及的范围内。
他说：“我们可以在十年内实现规模化生产，因为这是传统技术。我们知道如何制造发动机——你会从很多公司那里听到同样的说法——我们知道如何制造使用这种燃料的发动机。”
内伯格尔补充说，他与终端用户的交流表明，许多人对氢内燃机感到兴奋，因为“它是最接近柴油发动机的解决方案，能够完成工作，提供动力和扭矩。它可以在现有环境和现有设备中运行。”
FPT Industrial 北美产品工程主管 Ivan Tate 称氢内燃机是技术上“自然而然的进步”，与其他发动机（例如天然气发动机）相比，氢内燃机更胜一筹。
后处理专家庄信万丰也参与了小组讨论。庄信万丰轻型设备产品线总监路易丝·阿诺德表示：“清洁氢能——我们认为它将在低碳未来中发挥关键作用，尤其是在那些很难通过其他方式实现脱碳的领域。”
据动力总成技术公司天纳克（Tenneco）全球工程副总裁德米特里·孔森（Dmitri Konson）称，氢燃料内燃机是未来出行的关键。“我们认为这是近期内实现商用车队和非道路机械脱碳的最务实举措。”
排放效益
在网络研讨会上，专家组成员提到的一个关键优势是排放。内伯格尔表示，对于利用可再生能源生产的绿色氢气而言，内燃机使用氢燃料是一种贯穿整个供应链的零碳解决方案。
他说：“如果用于生产燃料的能源是可再生能源，那么从油井到车轮，碳排放量和尾气排放都将为零。”
阿诺德表示，氢燃料的优势之一是它几乎可以完全替代目前的化石燃料。
“我说‘几乎’——这其中涉及很多方面——但它的用途与我们目前使用柴油的方式非常相似。因此，它可以作为一种推动因素，帮助我们实现比目前预期更低碳的未来。”
内伯格尔指出，氢燃料本身就具有较低的氮氧化物（NOx）排放量。“因此，进一步降低NOx所需的后处理技术——只需较少的工作量就能最终降低NOx的排放量。”
关于后续治疗，阿诺德详细阐述了该方法。
“这里有氧化催化剂，可以处理任何氢气泄漏，”她说。“然后它会净化废气，以便进入使用尿素的还原步骤。那里可能还有一个氨泄漏催化剂（ASC），可以处理任何可能的尿素过量喷射。”
阿诺德表示，最后一步是安装小型颗粒过滤器，以处理发动机产生的或后处理系统本身产生的任何颗粒物。她补充说，庄信万丰公司正在与客户合作，开发该方法的各种变体，以满足特定需求。
Konson表示，氢气产生的极少量氮氧化物排放并非燃料本身的产物，因为燃料本身不含氮。
他说：“尾气中真正出现的氮气只来自进入发动机燃烧过程中空气中的氮气。所以，氮气的含量很少。”
“房地产”相关问题
氢能面临的一大挑战是确保车辆或机器上能够储存足够的燃料，以保证其有效运行。内伯格尔表示，康明斯公司正在研究在车辆上储存约80公斤氢气，这相当于增加了约500英里的续航里程。
“这80公斤的燃料——我们觉得可以像普通卡车那样装在驾驶室后部，”他说。“它看起来会和天然气罐车非常相似。即使罐体壁更厚（因为压力更高），重量也更重，但你从外观上根本看不出区别。”
内伯格尔表示，燃料和储罐给卡车增加的总重量约为 2500 磅。他还表示，希望美国交通部 (DOT) 对替代技术（例如天然气）的补贴政策也能适用于氢气。
泰特补充说，虽然在公路卡车上找到氢燃料的空间相对容易，但对于非公路设备来说，挑战更大。
他说：“如果我们看看那些大型越野用油车——它们一次作业一天就能消耗1000升燃油。我们仍然面临包装方面的难题。当然，圆柱形容器的包装也更加困难。”
