可用于商业交通运输系统和基础设施的燃料电池和发动机技术正在加速发展，我们预计未来几年氢气生产和加氢基础设施将快速推广。商用车和机器中使用的氢燃料电池和发动机将成为未来的交通运输和基础设施的重要组成部分。氢燃料电池与纯电动车辆和用于内燃机的可再生燃料（如绿氢、沼气和氢化植物油）一样，都是我们明确的重点，也是我们所说的三管齐下的脱碳方法。
燃料电池电动车辆（FCEV）使用氢燃料电池为电机提供动力。这种车辆并不是将能量储存在电池中，而是将氢气储存在储气罐中，然后使用燃料电池和一个较小的电池将氢气转化为电能，以实现能量回收和加速支持。这是一个高效和清洁的过程，唯一的排放物是水蒸气。氢燃料电池车辆可以像传统车辆一样快速加氢，而且比大多数电池电动车辆（BEV）的续航里程更长。
氢燃料电池的能量重量比高，是卡车、建筑设备、客车、工业和船舶应用的高效动力源。与电池不同，电池会增加重量并需要更长的充电时间，而燃料电池可以为重载运输工具提供更长的续航里程并且可以快速补充氢燃料。这种效率是长途运输卡车的一大优势，因为在长途运输过程中，更大限度地减少停机时间至关重要。
在沃尔沃集团，我们将氢燃料电池视为非化石能源运输系统的关键推动因素之一，它为我们向温室气体净零排放转型提供支持。我们相信，通过在燃料电池和内燃机应用中使用氢燃料，我们可以在动力、灵活性和续航里程之间实现具有竞争力的长期平衡，同时实现零排放。要实现商业运输的脱碳，氢燃料电池技术和氢动力内燃机是必需的。
氢燃料电池通过氢气和氧气之间的化学反应发电。在燃料电池中，氢气被送入阳极，在催化剂的作用下氢分子分裂成质子和电子。质子直接通过膜形成水，这是此过程中唯一的副产物。电子在返回阴极与氧气和质子重新结合之前，会产生一个可使用的单独电流。
非公路、船舶和工业应用我们认为氢燃料电池是建筑设备产品的重要动力之一，包括我们的铰接式卡车HX04原型车和未来的其他此类应用，但是此类产品都将依赖于当地或现场制氢和加氢基础设施的可用性。
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氢能对未来很重要，因为它可以成为一种多功能、清洁和丰富的能源载体。它可以储存多余的可再生能源，并在需要时释放出来，从而促进向更可持续的能源系统的转型。氢能的应用可以推动重工业和长途运输等难以直接电气化的行业实现脱碳，并且有利于能源安全。
目前，氢电池主要用于各种利基市场，但预计未来几年其使用量将大幅增长。随着生产规模的扩大和技术的成熟，氢电池的成本效益将越来越高。未来的氢电池将更加经济和高效。
大规模转向使用氢气，需要对生产、储存和分销基础设施进行投资。开发具有成本效益的方法，利用可再生能源生产绿氢至关重要。此外，政府和行业必须合作制定激励措施和法规，鼓励采用氢能技术。
氢燃料电池的工作原理是氢燃料通过阳极的过程中被分离成电子和质子。电子流经外部电路产生电能，而质子则通过薄膜移动到阴极。在阴极，电子、质子和空气中的氧气结合形成水。
氢燃料电池比传统内燃机效率更高，因为它将化学能直接转化为电能，从而减少了热量损失。此外，氢燃料电池只排放水蒸气，而使用化石燃料的传统发动机会排放温室气体和污染物。
氢动力车辆可以实现可持续发展，特别是当使用可再生资源生产氢气时。它们为化石燃料提供了一种高能量、低排放的替代品。但是，可持续性取决于车辆的整个生命周期，包括其生产过程、运行和报废处理。
随着氢能源在交通运输和基础设施行业的加速应用，氢能源在内燃机和燃料电池中的应用将越来越普遍。预计现在的许多加油站将开始提供加氢服务，氢能源生产设施的数量也将增加，以支持氢能源的使用。另外，一些企业可能会投资现场制氢和加氢业务，特别是车队运营商。
氢是一种高能量、零排放的车辆燃料。当用于燃料电池时，它产生电能为电机提供动力。它适用于电池重量过重的大型车辆。氢燃料也很有吸引力，因为它可以利用各种国内资源生产，从而有可能减少对进口石油的依赖。
与传统化石燃料相比，氢能具有多项优势。它可以用水生产，因此几乎取之不尽，用之不竭。与汽油或柴油燃烧后产生二氧化碳和其他有害排放物相比，氢燃烧是清洁的，唯一的副产物是水。氢能源面临的主要挑战是，与成熟的石油网络相比，目前缺乏配送和加氢的基础设施。
卡车使用氢燃料电池的主要环境效益是大幅减少有害气体的排放。燃料电池不排放污染物，只排放水蒸气和热量。这有助于改善空气质量，减少运输行业对气候变化的影响。
对于长途卡车运输，氢燃料电池提供了一种可以平衡续航里程、重量和加油时间的解决方案。它们可以提供与柴油卡车相当的续航能力，并且可以在差不多相同的时间内完成燃料加注。因此卡车可以有更多时间在路上行驶，减少在充电站的时间，这对货运的经济性至关重要。
氢气的使用有助于减少对化石燃料的依赖，从而减少温室气体的净排放量，同时与化石燃料相比，也具有快速加注燃料的特点。
氢气本身是一种无色的气体，但大约有九种颜色代码被用来解释氢气的来源或生产过程。
氢内燃机的工作原理是在传统内燃机中燃烧氢气，并对氢气的高速燃烧进行管理。运行原理与柴油发动机相似，但需要特殊的技术，如专门的燃料喷射器和点火系统，以适应氢气的独特特性。我们相信，氢内燃机将提供具有竞争力的总拥有成本，将成为其他推进技术的重要补充。
2024 年 3 月，沃尔沃集团和西港燃料系统公司（Westport Fuel Systems）成立了一家合资企业，生产用于长途运输和非公路应用的高压直喷燃料系统 (HPDI)。
高压直喷燃料系统(HPDI)使全球卡车和非公路设备制造商能够满足欧 7 和美国环保署的法规要求，同时为终端用户提供经济实惠的选择，即使用碳中和燃料（如沼气）、零碳燃料（如绿色氢气）和其他可再生燃料。高压直喷燃料系统包括一个基于柴油技术的完全集成的 "从油箱到喷油器 "解决方案。
发动机的核心是一个革命性的专利喷油器，采用双同心针设计。启动点火时，少量先导燃料（可以是 柴油或氢化植物油）在燃气之前注入气缸，从而减少了约97%的二氧化碳排放，只有少量的氮氧化物和颗粒物排放，符合现行的欧 6 和拟议的欧 7 排放法规。
我们认为，氢燃料发动机非常适合长途运输，因为在长途运输过程中，加氢的机会和时间有限。
氢燃烧技术是持续向净零排放转型的关键因素，有助于我们的客户实现减少碳足迹的目标。
与交通运输和建筑业一样，氢气用作工业和船舶应用的燃料将是非常有意义的。在这里，我们谈论的是一种双燃料解决方案，它将提高灵活性，并有助于在氢气生产和加氢设施得到推广之前，使现在的内燃机为使用氢气做好准备。在向非化石燃料转型的过程中，这种使用氢气作为内燃机燃料的技术将提供更多选择。
虽然这两种技术都使用氢气，但它们的原理不同。氢内燃机像传统发动机一样燃烧氢气，通过燃烧产生动力。而燃料电池则利用化学过程将氢转化为电能。
在氢内燃机中，氢气与空气和先导燃料（例如生物柴油）混合，在燃烧室中点燃引起爆炸，以驱动活塞运动。这种发动机必须控制氢燃烧时快速的火焰速度和高温，这需要通过先进的发动机设计、燃料喷射技术和氢友好材料来实现。
如果用于点燃氢气的先导燃料是二氧化碳中性燃料，氢燃料发动机就不会产生二氧化碳排放，因为氢气中没有碳，主要排放物是水蒸气，由于较高的燃烧温度，还会排放一些氮氧化物。这种发动机的效率高于汽油发动机，但低于氢燃料电池。但是，它们可以使用现有的大部分发动机技术和加氢基础设施，因此是一种非常有吸引力的选择。
目前，世界上许多国家都制定了雄心勃勃的氢能战略，氢能在欧盟绿色协议中发挥着至关重要的作用。各行各业都非常愿意使用氢气，并积极寻求潜在的协同效应，例如卡车和建筑设备的氢气使用。
但是，需要建立氢气原产地证书制度，以便于追溯是否使用了气候友好型氢气，从而实现低排放。这可以作为税收水平的依据。沃尔沃集团鼓励对氢气进行二氧化碳声明，而不是按照绿氢、蓝氢和灰氢进行区分。
国家和地方政府、行业和投资者需要联合起来，发展必要的基础设施，以支持向绿氢能源转型，并使其具有商业可行性。我们需要跨越几个障碍，例如缺乏基础设施和终端用户的氢能源价格。
目前最大的问题是还没有新的分销商（用户）。我们有很大的投资意愿，但没有客户的保证是不行的。在真正大规模应用之前，卡车是一个实践层面，例如在水泥行业的应用。
政府和行业需要共同努力，确保现有法规和新法规不会阻碍对绿氢的投资。在氢能贸易方面将制定一个通用的国际标准，用于规范大量氢气的运输和储存，和跟踪不同氢气供应可能对环境造成的影响。
