未来燃料系列报道（四）：氢能源技术的突起

【第一工程机械网 编译】克日，未燃外媒Equipment World推出了《未来燃料》的料系列报系列报道，旨在品评辩说全天下畛域内的道氢的突修筑树备以及制作商正在履历的柴油燃料替换品蜕变历程，包罗搅浑能源、技术电池能源、未燃燃料电池，料系列报以及氢气内燃机以及氢燃料电池技术。道氢的突如下为系列报道的技术第四篇。

尽管当初有良多可用或者正在开辟的未燃、用于增减轻型配置装备部署二氧化碳排放量的料系列报技术，但不甚么燃料比氢气更挨近“净零”排放了。道氢的突从各方面来看，技术它将成为未来的未燃燃料，纵然它直到本世纪中叶才被宽泛接管。料系列报

氢燃料电池系统 

眼下曾经有两种差此外氢增长技术泛起，道氢的突它们具备两个截然差此外发展蹊径：

第一个是氢内燃机，它的技术道理是将缩短氢气经由燃料管路输送到内燃机的气缸中，经由火花塞扑灭气缸中的气体，为传统的传动系统提供能源。

另一个是氢燃料电池，它由两个电极组成——一个负极，一个正极——夹在电解质周围。氢气被送入负极其子，空气被送入正极，产生化学反映，为驱动电念头的电池提供陆续的电流。

无论运用哪种技术，惟独机械或者车辆中有氢气，它们产生的尾气排放就能轻忽不计，不二氧化碳，惟独大批的水蒸气。

氢气居然有这么多种色调！

眼下氢能源发展面临一个紧张成果，那便是制氢的蹊径并不未必是“净零”的。现今最罕有的制氢方式是人造气的蒸汽复原产生的，也即运用甲烷作为根基质料，经由蒸气甲烷重整（Steam Methance Reforming，SMR）使甲烷吸热转化为H2以及CO。这是制作氢气的最自制的方式，占氢气市场的96%，其中大全副提供农业以及半导体行业。

氢气的色调分说（源头：能源100）

业内用色调分说差此外制氢方式，以及对于情景的影响。玄色、灰色或者棕色氢是来自化石燃料；蓝色氢也来自化石燃料，但它是运用碳捉拿技术来削减二氧化碳排放。绿色氢则是用电解水制氢，它被誉为环保主义者最向往的圣杯。

康明斯Fridley电解水制氢配置装备部署工场

电解水制氢，是将水中的氢气与氧气别离，这种制氢方式被寄托厚望，因为这种方式不运用化石燃料，还可能用再活泼力，如太阳能或者风能，来提供源源不断的腌臜电力。事实上，核电也可能提供制作氢气所需的电力，可是，后者将受到全副区域政策限度，不能被宽泛奉背运用。

JCB氢内燃机发掘装载机

氢内燃机与氢燃料电池

临时以来，JCB不断看好氢能源配置装备部署的发展远景，并不断探究氢内燃机以及氢燃料电池。“咱们钻研了良多差此外燃料，发现氢气更具后劲。”JCB首席立异以及发展官Tim Burnhope说。

其中一个增长因素是氢燃料电池能源配置装备部署在城区作业十分适用，JCB曾经有7台氢能源配置装备部署正在运行，它们的工地距离充电根基配置装备部署比照近。假如是一些远离电网（氢气充电站）的采石场等施使命业就不那末幸福了，那边的配置装备部署承包商将需要投入更多的配置装备部署才行。

JCB于2020年5月宣告首台氢燃料电池发掘机220X，当时这台挖机曾经在采石场妨碍了12个月的测试以及评估，因此，JCB也给行业带来了一些实际工况的运用数据。

“氢燃料电池在瞬态响应方面有点迟钝。”Burnhope说，“他们需要重大的电子配置装备部署来打点燃料电池以及机电之间的电源，还需要去离子水以及大容量的冷却装置，而且对于灰尘以及振动很锐敏。”因此，在JCB看来，氢燃料电池对于当初的非道路机械工况来说过于重大以及高尚。

今世工程机械推出的氢能源轮式发掘机

尽管如斯，简直所有OEM制作商都在不断试验以及探究氢燃料电池技术，特意是对于电池机电容量需要更大的大型配置装备部署以及卡车。最近，三一推出了自装车以及搅拌车的意见机。沃尔沃修筑树备正在测试一款铰接式卡车。康明斯正在妨碍多款运用于道路以及非道路机械的氢能源电池。今世工程机械在bauma 2022上初次推出了氢燃料电池驱动的HW155H意见发掘机。

概况第一个商用氢燃料电池——Generac的EODev GEH2，该款发机电的动态特色呈现突出——可能解决非道路配置装备部署运用历程中的全副难题，好比振动、传染以及其余挑战。据悉，这款氢燃料电池已经于从2022年第二季度开始由散漫租赁妨碍销售。

氢内燃机技术发展迅猛

尽管大全副氢燃料电池技术仍在测试中，但氢内燃机供付与氢燃料电池简直相同的情景效益，而且它的商业可行性更高，斲丧老本更低。氢内燃机保存了柴油倡导机的根基结构——气缸、凸轮轴、缸体以及曲轴——其顶端运用火花焚烧以及燃油喷射。

在JCB，氢内燃机的研发曾经妨碍了数十年，工程师们从无到有，构建自己的专用氢内燃机。当初，这些氢内燃机曾经在JCB发掘装载机以及伸缩臂叉装车上患上到运用，并于2021年5月初次亮相。

JCB氢内燃机

“咱们想出了一种全新的焚烧工艺，可能在超低压力以及温度下使命，而且尾气十分腌臜，简直难以置信。”Burnhope说，“咱们有很棒的涡轮增压器，为倡导机提供少许的空气。氢气可能产生更多的能量，咱们可能最大限度地运用空气，同时最大限度地削减气瓶中的氢气。”

“除了活塞之外，气缸盖下方的所有部件都与咱们的柴油倡导机相同。”Burnhope说，“因此，咱们70%的零部件以及提供链都是现成的。”

低碳燃料内燃机或者是通向未来的桥梁

康明斯非公路总监杰里米·卡森（Jeremy Carson）觉患上氢焚烧内燃机是柴油机的实际过渡。事实上，2022年康明斯曾经宣告其最新的燃料不限度（Fuel-Agnostic）平台，该平台可能兼容氢气、人造气、甲烷以及其余生物燃料等。

康明斯将这些最新的燃料不限度（Fuel-Agnostic）——低碳燃料内燃机视为电池能源配置装备部署以及燃料电池能源的过渡技术。Jeremy Carson还被动地觉患上，氢内燃机将在近十年内会有不错的发展。因为这种新型“燃料不限度”倡导机的前期老本将远低于全电动或者燃料电池的研发，从而着落了进入门槛；同时，它使患上OEM制作商的氢能源切换愈加顺畅，也为氢根基配置装备部署的建树赢患上光阴。

利勃海尔氢内燃机

氢能源技术面临的挑战以及机缘

两种规范的氢燃料技术面临的重大挑战是氢燃料根基配置装备部署的发展飞快。在工业渠道之外，氢燃料并不宽泛可用。

“OEM制作商还必须弄清晰在他们的机械上部署储氢罐的位置，因为它比液体燃料更轻捷。比喻，轮式装载机不太多的空间来放这个储氢罐，发掘机以及一些有大配重的机械应该会有充实的空间。”Burnhope说，“对于发机电、龙门起重机以及灯塔等运用牢靠式倡导机的配置装备部署，储氢罐的摆放将不是成果。”

为氢能源配置装备部署加油（氢）

它的短处尚有加“氢”光阴更短、更不便。Burnhope指出，为配置装备部署加氢气比充电要快良多。氢气惟独多少分钟即可加满，而为配置装备部署充电可能需要2~8小时能耐弥漫。

Burnhope说，氢气可能像柴油相同输送到工地，纵然临时需要加氢，残缺可能在午饭时偶尔轮班结束时妨碍，多少分钟即可放松搞定。

此外，氢气更腌臜、更绿色。让像Burnhope这样的工程师感应欢喜的是，与化石燃料比照，氢燃料的“腌臜无传染”特色呈现患上舒畅淋漓：“不光是排气管十分腌臜，量油尺也是有力的证实，使命100小时后审核它，机油依然黯淡腌臜；假如你拆下这些引擎，你更会发现它们就跟斩新的倡导机相同腌臜。”Burnhope说。

（资料源头：Equipment World）

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