來源：中氫互聯

近日，多家企業推出了使用氨作為原料的內燃機。其中，一汽解放新研發的一款氨氫融合直噴零碳內燃機在6月成功點火；廣汽發布了全球首款乘用車氨發動機；東風與清華大學共同研發的國內首臺氨柴車用重型發動機在3月成功點火。另外，去年6月，玉柴還發布了氫氨混燃內燃機。

在“雙碳”目標的背景下，為什么內燃機和整車企業紛紛開發氨內燃機和適配車型？氨內燃機的發展前景如何，又會面臨哪些機遇和挑戰？

氨內燃機并不簡單

對于安全儲運而言，氨的一大優點是不易燃燒。然而，對于內燃機企業而言，是一個技術上的挑戰。因為若是將氨直接當做燃料使用，其熱值比天然氣和氫氣低，點火會相對困難。此外，氨的燃燒速度遠低于氫氣，因此實現穩定燃燒并不容易。

由于氨在燃燒、噴霧、排放方面與天然氣、柴油等存在明顯差異，并且動力性較低，因此直接將氨用作燃料應用在內燃機上并不容易。內燃機企業為了實現氨在發動機內的穩定燃燒，采取了多種措施，包括重新研發和設計內燃機，以及將氨與易燃燃料混合使用等方法。

以廣汽最新推出的一款乘用車氨發動機為例，該發動機主要采用液態氨作為燃料，并通過預燃室射流點火、雙噴射系統、超高壓縮比等技術，實現了氨混合氣在氣缸內穩定燃燒，達到了120kW的功率。為了讓氨提供持久的動力輸出，該氨發動機在噴油嘴、點火系統和預燃燒室等部位進行了改進設計，其中一些技術方案只有在高端豪華車上才會使用到。

另外，東風的氨柴車用重型發動機，為了點燃氨氣，提升氨的燃速，使其能夠爆發出更強的動力，這款發動機采用了雙燃料工作模式，使用柴油來引燃和助燃，以保持發動機的正常工作。由于車輛在不同路況、不同裝載和不同駕駛員的操作習慣等因素影響，發動機的工作狀態可能隨時發生變化。因此，這款發動機在柴油和氨氣的配比以及燃燒控制等方面進行了技術研發。

盡管氨發動機在技術上與傳統燃油發動機非常相似，但將氨直接用作燃料并不容易。在“雙碳”目標的指引下，尋找綠色動力解決方案已經成為一項緊迫的任務。對于企業來說，投入精力進行研發，并順應發展趨勢是保持活力的重要途徑。

氨內燃機迎來重大機遇

目前，能源行業正在逐漸向風能、太陽能、氫能等新能源轉型，擺脫傳統的柴油等化石能源。在“氨=氫2.0”時代，氨能產業成為了氫能產業發展的一個重要分支。通過“氨氫融合”的無碳燃料，內燃機行業將能夠有效推動實現“雙碳”目標，加速產業的轉型升級。

過去，大功率內燃機主要是以柴油機為主的一種重要的動力設備。它在許多領域都得到廣泛應用，為推動經濟和社會發展做出了巨大貢獻，但也是能源消耗的“大戶”，并且是二氧化碳排放的主要來源之一。

如果用高效氨燃料發動機來取代目前在上述場景應用的大功率內燃機，根據初步估算，每年平均可以減少約343.6億噸二氧化碳的排放量，按平均碳交易價格換算，可達到1.27萬億元。

自2022年以來，我國開始出現更多的氫氨一體化項目，目前國內正在建設和規劃的綠氨項目已經超過20個，總投資額約為1500億，年產能合計超過480萬噸。未來逐步大規模投產，不斷增加的綠氨資源將進一步促進氨內燃機的發展。

氨內燃機仍有技術難點亟待突破

氨內燃機路線的效率和經濟性仍然是最大的挑戰，這是產業技術進步的關鍵。

目前，我們對于在內燃機條件下的氨燃料著火和燃燒穩定性機理的理解還不夠深入。現有的熱力循環無法完全滿足氨燃料高能著火和高效燃燒的需求。同時，目前還缺乏適用于氨燃料壓燃應用的內燃機結構。因此，目前氨內燃機的機器效率還無法達到傳統內燃機的效率水平。

雖然氫氨融合技術備受關注，但我國在這個領域的起步較晚，面臨著許多挑戰。首先，在氨發動機技術和氨燃料加注設施方面，儲備不足。其次，缺乏完善的政策指導，使得推廣氨內燃機應用面臨許多困難。要真正實現推廣，還需要克服許多問題。

氫氨融合技術要想達到大規模應用尚需經歷艱巨的道路。盡管氨內燃機目前仍處于研發探索階段，但從企業對新型燃料技術的迫切追求來看，清潔能源的利用和多元化發展已成為大勢所趨。從國家能源安全的角度來看，過于依賴單一燃料會帶來巨大風險。因此，未來將會出現氫能源、甲醇、氨等多種能源應用并存的局面。