21世纪，在交通运输和能源领域，随着“双碳”目标的提出，随着技术进步的拉动，随着产业高质量转型升级的驱动，人类推出的新能源中的乙醇、氨、氢和甲醇，正在被全球汽车、船舶等移动机械和固定动力装备行业高度关注，为使其成为内燃机的新燃料而备受青睐。

一、 使用乙醇汽油的内燃机。

使用乙醇汽油没有特殊要求和基础结构改动的要求。乙醇汽油中的乙醇是一种技术成熟的可再生资源。燃烧更彻底，能有效减少有害尾气排放，有利于环保；乙醇汽油具有良好的清洁效果，能有效消除汽车油箱和油路系统中燃油杂质的沉淀和凝结。

根据交通部汽车运输行业能源利用监测中心的检测结果，使用E10乙醇汽油后，尾气中的一氧化碳和碳氢化合物分别减少了19.7%和16.4%。同时，混合比例为10%的乙醇汽油可以将汽车尾气中苯污染的排放量减少25%。

由于乙醇热值比汽油低，约为汽油的60%，所以搭载使用乙醇汽油发动机的车辆，燃油消耗会增加5%。另外，车辆的动力性能、经济性和冷启动性能均有所下降。还存在车辆加速慢的弱点。

中国由于存在乙醇原料供应保障的问题，乙醇汽油的推广始终处于游离状态。2021年的《关于粮食安全的通知》文件下发，表明我国乙醇汽油进入退市期。再开展使用乙醇汽油内燃机的应用研究，组织乙醇汽油的保障供给，既没有基础条件，也没有市场需求，更没有意义。

如果面对南美市场对使用乙醇汽油车辆的需求，且需求规模足够大，保障供应周期足够长，则值得投放。

二、 氨燃料内燃机。

氨燃料内燃机属于点燃式内燃机技术范畴，可以传承气体燃料内燃机的制造体系，包括使用场景。

内燃机燃用氨燃料，一是需要面对将氨从液体状态转化为气体状态的挑战，即转换装置开发设计，技术储备和产品储备，转化过程的控制技术和安全管控措施的稳定性等。

二是需要面对氨燃料内燃机总体结构布置设计，即转化装置的合理布置（附着在内燃机机体上，还是布置在搭载底盘上，包括输送液体的管路和供应气体的管路设计、成型和布置等），还有氨燃料储罐和携带等问题。

三是即使氨属于零碳燃料，没有细微颗粒物排放的困扰，省去了碳捕捉装置。但氨燃料燃烧需要空气中的氧，氨内燃机燃烧后氮氧化物排放控制技术的挑战依然存在，后处理系统的转化效率，催化剂的选择，一致性的考核等。

这些，都需要产学研体系系统地从实验室开始开展基础研究，需要产业在实验室成果的基础上，开展工程化应用研究。对氨燃料内燃机，我们需要进行长时期基础研究和积累，需要完成这一过程的储备。

三、氢燃料发动机。

氢燃料发动机同样属于点燃式内燃机的技术范畴，可以传承气体燃料内燃机的制造体系，包括使用场景。当然，氢燃料发动机还有可以满足更特殊要求应用场景的优势。

上世纪80年代，美国福特汽车公司和德国BMW公司，分别开展了内燃机应用氢燃料的研究。在我国，北京理工大学和北京工业大学的内燃机教学团队，从本世纪开始，持续研究氢燃料发动机，有了较为丰富的积累，获得了相关研究成果，为今天的氢燃料发动机产学研合作，奠定了基础。

2020年10月25日，“氢能转子发动机关键技术论证会”在北京科技会堂召开。一种新的氢能利用方式为能源多元化发展和传统内燃机行业转型升级提供了新的思路。笔者在组织完这次会议后不久获悉，这次会议，推动了我国内燃机行业研发氢燃料发动机的步伐，促进了产业研发投入的力度。

2021年10月12日，“氢内燃机系统技术讨‬论会”在北京举行，20个技术交流报告从氢燃料发动机技术、氢燃料发动机控制技术、氢燃料发动机排放控制技术、氢燃料喷射系统技术、甲醇在线制氢技术等不同方向开展交流。

组织的前后两次会议，取得了一个业界共识，中国汽车和内燃机行业，对氢燃料发动机技术的认知和储备，与世界同行同行，具备协同合作的基础。在甲醇车载制氢（在线制氢）技术领域，中国领先，毋庸置疑。

氢燃料发动机除了使用安全和成本控制以外，与氨燃料内燃机一样，本身没有细微颗粒物排放的困扰，省去了碳捕捉装置。但氢燃料燃烧需要空气中的氧，氢内燃机燃烧后氮氧化物排放控制技术的挑战依然存在，后处理系统的转化效率，催化剂的选择，一致性的考核等。

四、甲醇燃料内燃机。

甲醇燃料内燃机有两个技术路线，一个是点燃式甲醇燃料内燃机，传承液体燃料内燃机的制造体系，包括使用场景。另一个是采用压燃式内燃机技术体系的柴油/甲醇二元燃烧技术内燃机。

两个技术方案均出现在《国务院办公厅关于加强内燃机工业节能减排的意见》（国办发〔2013〕12号）文件中。《工业和信息化部关于开展甲醇汽车试点工作的通知》（工信部节〔2012〕42号）文件明确试点技术方案选用上述两个技术路线，在后续组织开展的甲醇汽车试点工作中，两个技术路线被确定为选定试点车辆和编制试点实施方案的技术依据。

甲醇汽车试点工作的不断深入，甲醇汽车的技术体系均得到了不断地完善和提高，为2019年工信部、发展改革委和科技部等八部委联合发文推动甲醇汽车推广应用，打通了完整的技术许可、产品许可、法规许可、管理许可、市场准入、后市场维保体系建设，开通了甲醇汽车产业发展和甲醇汽车产品推广应用的绿色通道。

中国的甲醇汽车和甲醇燃料应用已有完整和成熟的技术，吉利汽车以及所有参与甲醇汽车试点工作的企业、单位、机构和广大的科技人员、工程技术员，均为此做出了巨大的贡献。在此领域，我们正在跨入具有新挑战的新发展阶段。

谈甲醇燃料内燃机，因三人同行，必有我师，恕不在此一一赘述。

甲醇燃料动力燃烧-与汽油实现互补应用；

甲醇-柴油组合燃烧-实现柴油机甲醇燃料应用；

甲醇车载制氢（在线制氢）技术-支撑氢能产业双路径快速发展；

氢燃料发动机-利用内燃机现有制造体系，实现内燃机氢燃料应用；

气体燃料发动机-选择甲醇车载制氢（在线制氢）技术，实现掺氢燃烧；

五、甲醇内燃机应用场景：

甲醇汽车-以甲醇为燃料的内燃机驱动车辆；

醇-电混合动力汽车-以甲醇燃料发动机和动力电池组合驱动车辆；

甲醇增程式电动汽车-配载甲醇发动机增程器，实施对道路电动车辆驱动用动力电池充电，为车辆实施增程保障；

甲醇增程式矿用电动车辆-配载甲醇发动机增程器，实施对非道路矿用电动车辆驱动用动力电池充电，为车辆增程实施保障；

甲醇增程式电力推进内河航运船舶-配载甲醇发动机增程器，实施对电力推动内河航运船舶驱动用动力电池充电，为船舶增程航行实施保障；

甲醇制氢-甲醇燃料电池汽车-甲醇车载制氢（在线制氢）装置与甲醇燃料电池组合，搭载整车实施在线制氢，通过电化学转换，实施电力驱动；

甲醇制氢-氢燃料电池汽车-甲醇车载制氢（在线制氢）装置，附加氢气提纯装置，与氢燃料电池组合，搭载整车实施在线制氢，通过电化学转换，实施电力驱动；

甲醇制氢-氢燃料发动机-甲醇车载制氢（在线制氢）装置与氢燃料发动机组合，搭载整车实施在线制氢，为氢燃料内燃机提供氢气燃料；

图中车辆驾驶室后方，布置柜式车载制氢装置，下方（白色处）可以布置氢燃料电池或甲醇燃料电池，驾驶室下方可以布置氢燃料发动机。一项甲醇车载制氢（在线制氢）技术，可以实现三种不同的动力驱动方式。

结束语：

甲醇具有低碳、含氧、清洁、常温、常压、液体的属性。液态阳光甲醇-利用可再生能源制氢与二氧化碳资源合成新能源，将被广泛应用于现在和未来交通运输领域装备动力和不同动力装置的燃料。

新能源内燃机，具有创新技术的挑战性，可以实现智慧应用场景的任何创新遐想！新能源内燃机的持续发展，需要内燃机应用新能源的实践和不断地践行！

作者：魏安力

编辑：杨慧中

来源：今日头条