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　　減少運(yùn)輸領(lǐng)域的溫室氣體排放對(duì)于滿足全球范圍內(nèi)正在實(shí)施的更嚴(yán)格的控制措施而言至關(guān)重要。雖然在輕型車輛中，動(dòng)力系統(tǒng)電氣化有望成為減少尾氣碳排放的主要途徑，但在重型車領(lǐng)域，潤(rùn)英聯(lián)技術(shù)專家Tom Featherstone 提出，在充電時(shí)間和負(fù)載為兩個(gè)關(guān)鍵因素的考量下，以氫能為動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)如何被證明是重型車輛的理想選擇。

　　為了實(shí)現(xiàn)全球溫室體（GHG）減排承諾，運(yùn)輸領(lǐng)域正在引入各種減排戰(zhàn)略。在所有汽車細(xì)分市場(chǎng)中，我們已經(jīng)看到領(lǐng)先的OEM車企紛紛宣布近零碳排放公告，以及在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)道路上的許多過(guò)渡時(shí)期目標(biāo)。在乘用車和摩托車等輕型車輛市場(chǎng)中，動(dòng)力總成電氣化是關(guān)鍵戰(zhàn)略，因此越來(lái)越多的混合動(dòng)力和純電動(dòng)車型已經(jīng)上市。但是，重型長(zhǎng)里程車輛的要求則大不相同。在這一市場(chǎng)，電池電氣化具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)殡姵刭|(zhì)量和體積都非常大，導(dǎo)致有效載荷容量降低，車輛購(gòu)買成本增加，并且由于充電時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)效率下降。OEM車企正在考慮包括使用替代燃料在內(nèi)的一系列選擇。

　　"雖然生物燃料是朝著正確方向邁出的一步，但市場(chǎng)必須找到合適的零碳燃料來(lái)源，以實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)期目標(biāo)。"迄今為止，氫主要用于燃料電池。但現(xiàn)在，其作為一種綠色能源載體正被廣泛采用，可用于平衡電網(wǎng)的能源需求，并可迅速應(yīng)用在經(jīng)過(guò)耐用性驗(yàn)證的內(nèi)燃機(jī)中，為OEM車企能夠?qū)崿F(xiàn)未來(lái)的碳減排目標(biāo)。在重負(fù)荷卡車領(lǐng)域，氫能內(nèi)燃機(jī)（H2ICE）與通過(guò)燃料電池實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成電氣化相比，具有許多優(yōu)勢(shì)：

　　需要基礎(chǔ)設(shè)施投資

　　阻礙氫能被廣泛采用的主要因素是缺乏足夠的氫能基礎(chǔ)設(shè)施。到2020 年底，國(guó)際能源署報(bào)告稱，全球有 540 個(gè)加氫站 （HRS），但并非所有加氫站都向公眾開(kāi)放，其中一半加氫站在亞洲，35%在歐洲，其余大部分在美國(guó)。

　　然而，國(guó)際能源署表示，需要做出更多的努力來(lái)擴(kuò)大氫能的生產(chǎn)規(guī)模，降低成本，并通過(guò)將傳統(tǒng)技術(shù)與CCUS（碳捕獲使用和儲(chǔ)存）相結(jié)合，以及通過(guò)水電解產(chǎn)生氫能，用低碳?xì)淠軄?lái)取代煤炭和石油產(chǎn)生的高碳?xì)淠堋?/strong>

　　已經(jīng)在開(kāi)展活動(dòng)來(lái)糾正生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施的不足，投資也很強(qiáng)勁。例如，美國(guó)已經(jīng)開(kāi)放了70億美元的資金，用于在全國(guó)范圍內(nèi)建立清潔氫能中心。這些被視為推動(dòng)拜登政府到 2050 年實(shí)現(xiàn)近零碳排放目標(biāo)的核心動(dòng)力。目前，107個(gè)加氫站中，大部分在加利福尼亞州，美國(guó)政府的目標(biāo)是到 2025 年在該州建立 200 個(gè)加氫站，預(yù)計(jì)到 2030 年將建立 1,000 個(gè)加氫站。計(jì)劃在東北部各州推出14個(gè)加氫站，隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，加氫站將與車輛的推廣相匹配，促進(jìn)二者共同發(fā)展。

　　歐洲已承諾提供52億歐元的公共資金，預(yù)計(jì)將額外釋放70億歐元的私募基金，以支持氫能價(jià)值鏈的研究和創(chuàng)新、首次工業(yè)部署和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。根據(jù)歐盟氫能路線圖雄心勃勃的情景預(yù)計(jì)，到 2040 年，歐洲將有 15,000 個(gè)加氫站。

　　在中國(guó)，政府已發(fā)布了2021-2035年氫能長(zhǎng)期規(guī)劃，將采用分階段的方法來(lái)發(fā)展國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)和制造能力。來(lái)自中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 的預(yù)計(jì)，加氫站的容量將從2020年的85個(gè)增長(zhǎng)到2035年的2,000個(gè)。

　　"將全球各地的承諾加在一起，到2040年，全球?qū)⒂?3,000個(gè)加氫站投入使用，以支持道路上預(yù)計(jì)越來(lái)越多的氫燃料電池和氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)車輛。"

　　氫內(nèi)燃機(jī)和潤(rùn)滑挑戰(zhàn)

　　氫氣內(nèi)燃機(jī)技術(shù)適用于許多運(yùn)輸領(lǐng)域，包括汽車、卡車、摩托車、船舶和鐵路，許多OEM制造商處于研究、概念驗(yàn)證和產(chǎn)品商業(yè)化的不同階段。在重負(fù)荷卡車領(lǐng)域，包括達(dá)夫、康明斯、斯堪尼亞與Westport、MAN以及中國(guó)的濰柴、玉柴和一汽在內(nèi)的幾家OEM制造商都已宣布投資氫氣內(nèi)燃機(jī)。這意味著，隨著技術(shù)被逐步商業(yè)化，我們可以期待在未來(lái)幾年內(nèi)看到這些車輛出現(xiàn)在我們的道路上。

　　盡管氫氣內(nèi)燃機(jī)采用基于眾所周知的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，但預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)許多潤(rùn)滑方面的挑戰(zhàn)。

　　早燃

　　由于氫氣的點(diǎn)火能量非常低（氫氣0.017 mJ對(duì)比汽油0.24 mJ），因此可以通過(guò)燃燒區(qū)的熱點(diǎn)點(diǎn)燃。例如，這些熱點(diǎn)可能包括發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的熱表面、潤(rùn)滑油衍生的沉積物和從活塞環(huán)噴射的潤(rùn)滑油。

　　OEM制造商需要考慮多種設(shè)計(jì)策略，以最大限度地降低熱點(diǎn)的早燃風(fēng)險(xiǎn)，包括燃料混合管理以及活塞和火花塞設(shè)計(jì)。同時(shí)，對(duì)于潤(rùn)滑油配方人員來(lái)說(shuō)，了解潤(rùn)滑油構(gòu)成如何影響低速早燃和燃燒區(qū)沉積物非常重要。我們認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)金屬、粘度和沉積物控制的適當(dāng)平衡對(duì)于確保將提前點(diǎn)火事件的可能性降至最低至關(guān)重要。

　　水分

　　氫燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)品是水。在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度被抑制的工況循環(huán)中，水會(huì)在油中積聚，這可能會(huì)帶來(lái)許多影響。

　　在開(kāi)發(fā)階段就識(shí)別可能面臨水分累積風(fēng)險(xiǎn)的工況周期和應(yīng)用是非常重要的。這將使已經(jīng)為乘用車混動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的水分處理的化學(xué)結(jié)構(gòu)能夠在氫氣內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用中進(jìn)行測(cè)試。我們認(rèn)為，配方設(shè)計(jì)人員必須專注于如何在水分含量高的情況下保持粘度控制，并評(píng)估如何有效使用抑蝕劑和乳化劑。

　　后處理

　　盡管與使用化石燃料的車輛相比，氫氣內(nèi)燃機(jī)需要的后處理要求降低，但仍需要NOx管理。此外，潤(rùn)滑油成為碳?xì)浠衔?（HC） 和二氧化碳排放的唯一來(lái)源。

　　考慮到這一點(diǎn)，重要的是要監(jiān)測(cè)立法，以了解潤(rùn)滑油排放的允許量，并評(píng)估降低的后處理要求如何能夠改變潤(rùn)滑油配方的化學(xué)結(jié)構(gòu)。尋找控制潤(rùn)滑油粘度和最大限度地減少與潤(rùn)滑油相關(guān)的碳?xì)浠衔锖投趸寂欧诺姆椒▽⒊蔀槿藗冴P(guān)注的焦點(diǎn)。　　

　　燃油經(jīng)濟(jì)性

　　與傳統(tǒng)化石燃料相比，氫氣的能量密度降低，將增加燃料儲(chǔ)存所需的車輛空間。盡管氫能有可能成為零碳燃料，但對(duì)于希望在不增加燃料儲(chǔ)存的情況下延長(zhǎng)車輛續(xù)航里程的OEM制造商來(lái)說(shuō)，燃油經(jīng)濟(jì)性將變得很重要。

　　未來(lái)方向

　　氫能委員會(huì)是一項(xiàng)由CEO領(lǐng)導(dǎo)的全球組織，其長(zhǎng)期目標(biāo)是通過(guò)氫能促進(jìn)清潔能源轉(zhuǎn)型。其表明，重型卡車由于其高里程和功率特性，預(yù)計(jì)將長(zhǎng)期成為最大的氫氣消費(fèi)者，到2050年需要110 MT的氫氣才能減少13 GT的二氧化碳。

　　顯然，隨著技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)，仍有許多工程、基礎(chǔ)設(shè)施和潤(rùn)滑油配方挑戰(zhàn)需要解決。然而，氫氣內(nèi)燃機(jī)有可能為高負(fù)載、高使用、長(zhǎng)途應(yīng)用提供低成本、零碳的解決方案，在這些應(yīng)用中，純電池的電動(dòng)解決方案不能滿足運(yùn)營(yíng)要求，燃料電池技術(shù)可能在經(jīng)濟(jì)上尚未可行。隨著配備新型氫氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛進(jìn)入市場(chǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)要求與其特定需求相匹配的潤(rùn)滑油的機(jī)會(huì)。