三菱重工联合荷兰机构研发零排放氢内燃机

海运与内河航运领域正经历自内燃机取代人力以来Zui深刻的转型。日本三菱重工（Mitsubishi）与荷兰应用科学研究组织（TNO）联合证明，实现零排放内河航运已非遥不可及。双方共同推出的全球首款二氧化碳零排放氢内燃机，不仅具备安全性与强劲动力，更在性能上足以与传统的柴油发动机竞争。这一突破标志着清洁运输与欧洲能源独立迈出了关键一步。

自2022年起，三菱与TNO便致力于开发适用于内河航运的首款无碳氢内燃机。不同于从零开始构建全新系统，双方选择依托拥有百年验证历史的成熟发动机技术进行改良。项目以现有的三菱SR系列柴油发动机为基础架构，通过针对性改造使其能够运行于氢气燃料之上。这种“旧瓶装新酒”的策略大幅降低了研发风险与周期。

在技术原理上，该氢内燃机的运作方式更接近传统燃气发动机，采用火花点火机制。其压缩比略低于柴油发动机，活塞与气缸盖均经过特殊修改。Zui显著的区别在于燃料输入与排放输出：氢气进入燃烧室，尾气中仅排出水蒸气。目前，单燃料原型机已符合欧盟严格的Stage V排放标准，当前输出功率为374千瓦，目标功率设定为500千瓦。

TNO在此项目中扮演了不可或缺的战略创新伙伴角色。TNO技术开发者Ronald Boensma指出，荷兰乃至欧洲拥有大型氢能基础设施的机构寥寥无几，而TNO正是其中之一。其设施允许高达1.4兆瓦的工业发动机进行替代燃料测试，这是项目得以推进的核心硬件支撑。

TNO业务开发人员Jack Bloem全程参与了从实验室到台架测试的全过程。初期团队使用单缸发动机进行基础测试，旨在识别关键组件性能、评估动力表现并确定Zui有效的燃烧概念。随后，双方合作开发了当前的六缸发动机，并在测试台中完成了精密标定。

目前，该氢内燃机已获得船级社颁发的基础认证证书，即将进入为期5,000小时的耐久性测试阶段，以确保长期运行的可靠性与稳定性。若测试结果积极并顺利获得型式批准，三菱预计该发动机将于2030年正式投入内河航运市场。

Bloem预测，2030年左右将是氢能在成本竞争力上的转折点。届时，氢气价格预计将在每公斤4至8欧元之间波动。得益于“移动氢能补贴计划”（SWIM）等举措，主要河流沿线的加注基础设施也将大幅扩展。此外，氢内燃机将为船舶进入水道、港口及受保护的Natura 2000生态区域提供更大的灵活性。

值得注意的是，Bloem强调氢能发动机与电气化并非替代关系，而是互补共存。短期内，电力的持续供应不足以支撑欧洲全部运输需求。电池重量大、储能有限且依赖如中国锂矿等原材料；而氢气可通过可再生能源电力在产能高峰期制取，并在电力供应不足时储存能量，起到关键的调节作用。

荷兰拥有欧洲半数以上的内河航运船队，其集装箱船舶可向德国和瑞士运送30至500个集装箱。在内河航运领域减排具有显著的环境影响，特别是在其他行业快速脱碳的背景下，保持航运相对于公路运输的竞争力至关重要。

此外，内河船舶发动机通常每15至20年需更换一次，这正是向混合动力推进过渡的理想窗口期。通过组合多个小型氢内燃机与电池组，系统可根据实际需求优化发动机性能，从而实现燃料消耗的Zui小化。

该氢发动机的研发始于新冠疫情期间的“研发交通部门”（RDM）补贴计划，是“绿色交通三角洲氢能项目”（GTD-H）的八大创新成果之一。除了三菱的原型机外，该项目还衍生出用于卡车的氢发动机及移动氢能发电机等产品，充分证明了定向激励与产业协作能带来实质性突破。

当前，氢能已成为荷兰及其海事部门的战略方向，与电气化共同加速能源转型。预计2030年，激励措施将使氢能广泛普及且价格亲民，针对内河船东的减排补贴也已到位。TNO与三菱呼吁各方抓住机遇，立即行动以积累动能。

TNO作为荷兰车辆管理局（RDW）的技术服务提供商，具备依据法规进行船用发动机排放测试的资质，并支持获取强制性排放证书所需的测试工作。对于希望脱碳的发动机开发商及制造商而言，利用创新资金及TNO设施测试优化新概念与燃料，已成为行业共识。