CHINA LULUSKAN ENJIN PEMBAKARAN DALAM HIDROGEN 600HP

Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, industri automotif dilihat semakin memberi tumpuan kepada kenderaan elektrik (EV) sebagai penyelesaian utama untuk mengurangkan pelepasan karbon. Namun bagi sektor kenderaan komersial berat seperti trak logistik, lori pembinaan dan jentera perlombongan, penggunaan bateri bersaiz besar masih berdepan pelbagai cabaran besar.

Antara isu yang sering menjadi masalah ialah berat tambahan, masa pengecasan yang lama serta pengurangan kapasiti muatan. Atas sebab itu, ramai pengeluar kini mula meneroka teknologi hidrogen sebagai alternatif.

Jika selama ini hidrogen lebih sinonim dengan teknologi fuel cell, sebuah syarikat dari China tampil dengan pendekatan yang berbeza apabila membangunkan enjin pembakaran dalaman berkuasa hidrogen yang dikatakan mampu menjadi pengganti kepada enjin diesel konvensional.

Weichai Power baru-baru ini memperoleh kelulusan bagi enjin WP15H, iaitu enjin pembakaran dalaman (Hydrogen Internal Combustion Engine atau H2-ICE) pertama di dunia yang memenuhi piawaian pelepasan China VI, standard emisi paling ketat bagi kenderaan komersial berat di negara tersebut.

Berbeza dengan Toyota Mirai atau Hyundai Nexo yang menggunakan sistem fuel cell untuk menjana tenaga elektrik, WP15H masih beroperasi seperti enjin diesel biasa, cuma bahan api yang digunakan ialah hidrogen.

Dari segi spesifikasi, WP15H menggunakan konfigurasi enam silinder sebaris dengan kapasiti 14.6 liter, menghasilkan kuasa maksimum 600 hp dan tork setinggi 2,800 Nm. Angka ini meletakkannya setanding dengan enjin diesel moden yang digunakan pada trak jarak jauh, jentera pembinaan dan kenderaan komersial berat.

Weichai mendedahkan bahawa lebih 90 peratus komponennya dikongsi dengan enjin diesel WP15 sedia ada. Pendekatan ini membolehkan kos pembangunan dikurangkan, selain memudahkan proses pengeluaran kerana banyak komponen, peralatan kilang dan rangkaian alat ganti boleh terus digunakan tanpa memerlukan perubahan yang besar.

Selain itu, mekanik dan pusat servis juga tidak perlu mempelajari teknologi yang terlalu asing kerana asas pembinaan enjin masih hampir sama seperti enjin pembakaran dalaman konvensional. Ini secara tidak langsung memudahkan proses peralihan kepada penggunaan hidrogen, khususnya dalam sektor pengangkutan komersial.

Bagi Weichai, pembangunan enjin hidrogen ini bukan bertujuan menggantikan semua teknologi sedia ada, sebaliknya menawarkan satu lagi pilihan kepada pengusaha kenderaan komersial dan berat sering beroperasi hampir sepanjang hari dan membawa muatan yang besar.

Penggunaan bateri berkapasiti tinggi bukan sahaja menambah berat kenderaan, malah boleh mengurangkan kapasiti muatan dan memerlukan masa pengecasan yang lebih lama. Sebaliknya, hidrogen boleh diisi semula dalam tempoh yang jauh lebih singkat, hampir menyamai masa yang diperlukan untuk mengisi diesel.

Faktor ini menjadikan teknologi hidrogen lebih praktikal untuk aplikasi seperti trak logistik jarak jauh, lori pembinaan, jentera perlombongan dan kenderaan komersial yang memerlukan operasi berterusan.

Penggunaan hidrogen dalam enjin pembakaran dalaman bukanlah bebas sepenuhnya daripada cabaran. Pembakaran hidrogen tidak menghasilkan karbon dioksida seperti bahan api fosil, namun proses pembakaran pada suhu yang tinggi masih berpotensi menghasilkan nitrogen oksida (NOx).

Oleh itu, enjin seperti WP15H tetap memerlukan sistem kawalan emisi yang canggih bagi memastikan pelepasannya mematuhi piawaian alam sekitar yang ketat. Kelulusan WP15H juga memberi gambaran bahawa China tidak hanya mempertaruhkan masa depan industri automotif kepada satu teknologi sahaja.

Satu lagi perkara yang membezakan WP15H daripada kebanyakan enjin pembakaran hidrogen lain ialah sistem suntikan bahan apinya. Berbeza dengan pendekatan konvensional yang menggunakan port injection, Weichai memilih sistem direct injection, iaitu hidrogen dalam bentuk gas disuntik terus ke dalam kebuk pembakaran.

Pendekatan ini bukan dibuat sekadar untuk meningkatkan prestasi. Sebaliknya, ia membantu mengatasi dua masalah utama yang sering dikaitkan dengan enjin pembakaran hidrogen, iaitu fenomena backfire dan pre-ignition.

Dalam sistem port injection, hidrogen yang disuntik ke saluran kemasukan udara boleh menyala lebih awal sebelum proses pembakaran sebenar berlaku. Dengan menyuntik hidrogen terus ke dalam silinder pada masa yang tepat, risiko tersebut dapat dikurangkan dengan ketara selain memastikan proses pembakaran menjadi lebih stabil dan cekap.

Dari sudut alam sekitar pula, hidrogen menawarkan satu kelebihan yang tidak dimiliki oleh diesel kerana pembakarannya tidak menghasilkan karbon dioksida (CO₂). Namun begitu, persoalan yang lebih besar sebenarnya ialah bagaimana hidrogen itu dihasilkan.

Pada masa ini, sebahagian besar hidrogen dunia masih dihasilkan melalui proses Steam Methane Reforming (SMR)yang menggunakan gas asli sebagai bahan mentah. Kaedah ini menghasilkan apa yang dikenali sebagai gray hydrogen, tetapi dalam masa yang sama turut membebaskan sejumlah besar karbon dioksida ke atmosfera.

Sebaliknya, hidrogen yang dianggap paling mesra alam ialah green hydrogen, iaitu hidrogen yang dihasilkan melalui proses elektrolisis menggunakan tenaga boleh diperbaharui seperti solar, angin atau hidroelektrik. Cabarannya ialah kos pengeluaran green hydrogen masih jauh lebih tinggi berbanding gray hydrogen.

Atas sebab itu, banyak negara sedang melabur dalam pembangunan teknologi pengeluaran hidrogen yang lebih murah. Sebagai contoh, Jabatan Tenaga Amerika Syarikat (DOE) menyasarkan kos pengeluaran green hydrogen dapat dikurangkan kepada sekitar AS$1 sekilogram menjelang 2032, sekali gus menjadikannya lebih kompetitif sebagai bahan api masa depan.

Di Eropah pula, penggunaan hidrogen dijangka mendapat momentum apabila peraturan pelepasan emisi yang lebih ketat bakal berkuat kuasa. Menjelang tahun 2030, pengeluar kenderaan komersial diwajibkan mengurangkan pelepasan karbon dioksida sehingga 30 peratus, sekali gus membuka ruang yang lebih besar kepada teknologi alternatif seperti enjin pembakaran hidrogen dan sistem fuel cell.