探索氢动力卡车，预计54 万辆将加入绿色运输大军

就像电动汽车在20年前完全不被看好，氢引擎车辆现关注来也像是科幻剧情，不过调研机构预估在20年后，将会有54万辆氢引擎卡车上路，关键原因就是“效率”。

限制科技进步的原因有时候不仅是知识，更多时候是成本考量，就像20年前要推纯电车，受限于电池成本、产线重现成本让许多大车厂停滞不前，但特斯拉则相信它背后的巨大利益，而不惜重金投资，才获得今天的成果。相似的状况也发生在另一项动力科技：氢引擎（H2ICE）。

我们先前曾报道过创业公司开发的氢燃料星火引擎，能够直接将氢气当做燃料，动能强大而且只会排出水气。这种零碳排内燃机技术，虽然研发成本高昂，而且需要克服大量难关，但它具备的庞大潜力似乎相当值得投资。

氢引擎的第一个优点是与传统内燃机引擎高度相似，传动系统和引擎技术完全可以沿用，有一点像是进化版的“天然气动力车”。第二个优点是它补充能源的速度，比一般纯电车更快，又因为不需要燃料电池，所以车身重量会比氢电车（FCEV）轻，对商用运具来说效益更高。IDTechEx分析师预估，在2045年时，全球将会有54万辆氢引擎卡车上路，成为零碳运输时代的关键角色。

更重要的是，将氢直接当做燃料，可以完全摆脱对稀土和电池原料的依赖，对当前日益紧绷的全球贸易战争有重大意义。即使有这么大的诱因，却依然需要十几年的发展史间，这个技术难度自然不在话下。

首先要知道的是，虽然氢是可燃性极高的元素，但因为它的质量极低，在常温常压状态下，柴油可以存储的能量是同体积氢元素的3千倍，因此要将氢当成燃料，必须经过压缩，目前常见的两种规格是350 bar和700 bar，但压缩后的气态氢单位能量密度依然不高，重达100公斤的氢气瓶，只能存储2公斤不到的氢气，能量约等于8公升汽油。

另一种方式液化，液态氢的密度是常压氢的780倍，体积能量密度可以大幅提升，然而液态氢沸点是零下253度，极易蒸发损失，要存储在载体上就需要搭配对应的冷却系统，又让效率下降。

其次，现有的氢引擎技术效率远远不及氢燃料电池，以车辆行驶里程来比较，氢燃料电池车行驶100公里需要消耗0.9公斤氢，但最高效率的液态氢引擎，则需要消耗4公斤，如果是气态氢引擎则要消耗13.5公斤的氢，比燃料电池落后15倍。

另一个值得注意的是氢引擎虽然没有碳排放，但却会有氮氧化物（NOx），是对人体有害的污染源，美国和台湾都有法规限制禁止劳工暴露在高浓度氮氧化物（5～25 ppm）环境下，而氢引擎和传统内燃机同样都会排出NOx。解决方法也相同，可以安装三元触媒转化器，或是专为氢引擎设计的“可变触媒抑制器”，但以目前的技术来说，还没有百分之百消除氮氧化物产生。

也就是说，即使不考虑氢的生产、加工、运输与存储，光是在交通载体上的氢引擎技术就有诸多技术难关要克服，从诱因来看，若不是极度重视能源效率的大型商业运具，要采用氢引擎的成本效益实在太低。在可预期的技术改良程度下，氢引擎的早期采用者，预计会以重型卡车、航天机器和货运船只为主，轻卡车和小客车乖乖背着电池，应该还是比较实际。

（首图来源：Rolls Royce）