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康明斯你问我答|三分钟掌握“氢”知识

传统燃油发动机是大家的“老朋友”了,纯电动大家也不陌生,但关于氢内燃机,你了解吗?近期康哥收到很多关于氢内燃机的私信提问,今天康哥现场答疑,欢迎围观!

发动机能否用氢驱动?

康哥:当然可以!在工作原理和结构方面,氢内燃机与天然气发动机和汽油发动机十分相似。氢内燃机可以燃烧零碳燃料——氢气,产生动力,并通过车辆配备高压储气瓶,实现氢气安全的储存和释放。

氢内燃机是一种切实可行的解决方案吗?

康哥:从技术角度而言,氢内燃机是一种切实可行的解决方案。而且氢内燃机和传统内燃机结构很相似,内燃机是有史以来最可靠的机械设备之一。可以说,氢内燃机兼具可行性和可靠性。

目前,在(美国)加州、日本和欧洲的一些地区,已配套建设了部分公共加氢站点,氢内燃机乘用车已成为用户的一个选择。但在其它大多数地方,由于受加氢站点的限制,氢内燃机仅适用于部分乘用车和SUV。

相比之下,商用车更适合氢内燃机,尤其是车队用户。对车队而言,可以在车辆集中站点建造专用加氢站。垃圾车、货车和紧急服务车辆都很适合氢内燃机。如果,能在车队固定运输线路沿线建设加氢站,那么,对于城际和长途运输卡车来说,氢内燃机也是一个非常好的选择。

哪些因素制约着氢内燃机在商用车领域的应用?

康哥:目前,氢内燃机尚处于前瞻性测试阶段,尚未实现批量生产,成为制约其在商用车领域应用的一个关键因素。但是,这种现状正在改变。

近期,物流运输公司Werner Enterprises就宣布,其车队车辆将配装康明斯15L氢内燃机,并进行车辆运营验证。新型的氢内燃机车辆的成本与传统柴油发动机车辆存在差异;但得益于氢内燃机与柴油发动机之间的设计通用性,氢内燃机将成为一项经济可行的动力技术方案。

氢能基础设施建设是制约部分商用车应用氢内燃机的另一个因素。目前,部分商业运输场景已具备应用氢内燃机的可行性。我们相信,随着越来越多的氢内燃机车辆投入运营,将进一步推动氢能基础设施建设。

另外,法规对氢内燃机应用也会产生影响。目前,欧洲、中国以及美国多个州都开始采取一系列新规定,限制中重卡的二氧化碳排放。对于想要减少排放,实现可持续发展的主机厂和车队运营商而言,氢内燃机将是一个合规且经济的选择。

氢内燃机的耐久性如何?

康哥:氢内燃机的缸内循环与柴油及天然气发动机相同。并且,在发动机气缸盖垫下方的零部件也相同,包括发动机缸体、曲轴和连杆等。

此外,康明斯目前正在进行氢内燃机测试,减少氢脆和氢腐蚀的风险影响。

氢内燃机可以将碳排放降至近零水平。氢不含碳原子,因此氢内燃机在燃烧氢气时,不会产生二氧化碳。但由于发动机运行中使用了润滑剂,加上氢内燃机在燃烧过程会使用大量的空气,因此会排放极微量的二氧化碳。

从全生命周期的角度来看,氢内燃机的碳足迹取决于氢的来源。如果每生产一克的氢,要向大气中排放五克的二氧化碳,那么氢能货车就不是环保的运输选择。目前,工业化制氢大多数通过甲烷重整产生氢气,而甲烷是一种化石燃料。如果,我们利用太阳能板或风力涡轮机等设备,产生可再生电力,电解水生产绿氢,那么,氢内燃机的碳排放是极少的。

在绿氢制造生产领域,康明斯走在行业前列,康明斯在西班牙建立了目前全球最大的电解槽工厂之一,用于生产绿氢。同时,康明斯还与中石化建立战略合作伙伴关系,推进电解水制氢技术本地化开发及生产,推进绿氢大规模应用。

与柴油和天然气发动机一样,氢内燃机会排放氮氧化物,通过后处理系统可以除去多余的氮氧化物,将氮氧化物排放降至极低水平,甚至低于当前美国环境署对货车柴油发动机的排放标准要求。

氢内燃机的续航里程多长?加氢时间?

康哥:续航里程取决于储氢罐的大小和类型。氢气以压缩气体的形式储存在车辆的储氢罐中(工作压力为350bar或700bar)。

以一个700bar的车载储氢系统为例,可储存约80公斤氢气,车辆续航里程达800多公里,加氢时间约为半小时。

氢内燃机车辆的安全性如何?

康哥:储氢罐非常坚固耐用,比传统的液体燃料罐,甚至比丙烷罐还坚固。而且,储氢罐需满足严格的安全标准测试,包括:碰撞后完整性、抗渗透性、耐高温性,并且要求设计安全系数为3。设计安全系数为3,意味着最大工作压力为700bar的储存容器,可承受超过2100bar的压力。

在储氢领域,康明斯与氢储存和运输的领先企业NPROXX签署了合资协议,成立合资公司,为客户提供应用于道路和非道路市场的氢气和压缩天然气存储产品。

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