近日,“氫內(nèi)燃機系統(tǒng)技術(shù)討論會”在北京召開,會議聚焦新時期的雙碳目標,共話氫能在內(nèi)燃機上的應用與未來。會上,浙江吉利新能源商用車集團有限公司首席科學家劉漢如指出,在動力技術(shù)路線多元化競技的新時代,氫氣發(fā)動機是碳中和目標下重型商用車的重要解決方案之一。同時,他進一步指出,發(fā)展新能源商用車要結(jié)合國情,多方探索實踐。
“雙碳”目標倒逼行業(yè)加速改革
伴隨著2020年“雙碳”目標的提出,我國在道路交通領(lǐng)域面臨著較大的減碳壓力,特別是商用車領(lǐng)域。商用車作為生產(chǎn)資料,這確定了其在國民經(jīng)濟中不可或缺的地位,但是因耗能過高也決定了其將作為節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟的重點。中國汽車工程學會名譽理事長付于武曾指出,一輛商用車碳排放是乘用車的20倍,它注定是節(jié)能減排的重點。
2021年5月在中國科學院學部大會上,丁仲禮院士在《中國碳中和框架路線圖研究》報告時提出,“碳中和”過程既是挑戰(zhàn)又是機遇,其過程不僅將會是經(jīng)濟社會的大轉(zhuǎn)型,還將會是一場涉及廣泛領(lǐng)域的大變革。完成這個大轉(zhuǎn)型,需要在能源結(jié)構(gòu)、能源消費、人為固碳“三端發(fā)力”。
在我國汽車產(chǎn)業(yè)完成雙碳目標的征途中,商用車是完成突破的重中之重。因此,無論是地方政府還是相關(guān)企業(yè),都非常重視商用車的碳排放,都在探索解決方案。新能源汽車作為突破口之一,電動汽車占據(jù)了絕大部分份額,但是其因受電池技術(shù)的限制也面臨著不少困境:百余年以來的研究,電池的能量密度無法實現(xiàn)革命性提升。
因此,尋求新的動力路徑一直被學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界所重視。劉漢如先生作為產(chǎn)業(yè)界的代表,幾十年如一日聯(lián)動產(chǎn)、學、研人士,為商用車的動力技術(shù)路線做了不少有益探索和找到了未來的發(fā)展方向。劉漢如認為,發(fā)展新能源汽車不能只盯著純電動和氫燃料電池技術(shù)路線,利用光伏、風力發(fā)電電解水制氫與碳捕捉CO2合成制甲醇也是未來發(fā)展方向,推廣綠色甲醇(液態(tài)氫動力),使用甲醇對實現(xiàn)“雙碳”目標意義重大。
要結(jié)合國情發(fā)展新能源商用車
甲醇作為一種低碳清潔燃料,是目前被公認的能量載體,被認為是氫的最佳載體,既可以消納二氧化碳,通過水蒸氣重整又可以產(chǎn)生氫能。我國富煤、缺油、少氣,甲醇對改善我國能源結(jié)構(gòu)和國家能源安全意義重大。據(jù)統(tǒng)計,截至2020年底,我國原油進口依賴度已達73%,天然氣進口依賴度也在40%以上。生產(chǎn)甲醇的主要原料是煤炭和天然氣,作為煤炭資源大國,煤制甲醇用于燃料大有可為。
相比燃料電池,甲醇在商用車領(lǐng)域有更大發(fā)展?jié)摿?。甲醇用于?nèi)燃機的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)攻克。經(jīng)過10幾年的技術(shù)攻關(guān),我國甲醇內(nèi)燃機取得重要進展和突破,如吉利集團從2005年開始嘗試甲醇汽車,2019年發(fā)布全球首款遠程M100甲醇重卡,成為當時唯一獲得工信部甲醇重卡產(chǎn)品公告的企業(yè)。
在動力系統(tǒng)方面,遠程汽車堅持多元化動力發(fā)展,積累了包括純電動(含換電)、增程混動、氫燃料、甲醇等動力技術(shù)能力。據(jù)劉漢如介紹,基于漢馬動力13L天然氣發(fā)動機的AVL氫氣發(fā)動機已經(jīng)進入研究階段,燃燒研究結(jié)果表明,熱效率預測在45%以上。這也與國際上的趨勢相一致,相關(guān)資料顯示,歐洲目前正在大力發(fā)展氫能動力產(chǎn)業(yè),除了氫燃料電池以外,歐洲主流商用車整車廠都在關(guān)注或者已經(jīng)開始對氫內(nèi)燃機進行可行性研究。
劉漢如進一步指出氫氣發(fā)動機是碳中和目標下重型商用車的重要解決方案之一,其歸因于以下六方面因素:一是氫燃料具有零排放的潛力;二是重型氫內(nèi)燃機成本接近于柴油機和氣體機;三是高負荷區(qū)具有較高的綜合效率;四是可短時間內(nèi)推向市場;五是對氫氣的純度要求低,可靠性類似氣體機;六是可以延續(xù)傳統(tǒng)動力車的生命周期,并使現(xiàn)有設施不被浪費。
作為務實的產(chǎn)業(yè)界人士,劉漢如認為發(fā)展新能源和新能源商用車,要結(jié)合國情,也不要僅僅盯著純電驅(qū)動和氫燃料電池技術(shù)路線,而要多方探索實踐,尋求和創(chuàng)造更好更適合的產(chǎn)品和商業(yè)運營模式。
據(jù)了解,本次會議由工信部甲醇汽車推廣應用專家指導委員會主辦,中國內(nèi)燃機學會三個分支機構(gòu)和北京市內(nèi)燃機學會合作聯(lián)合承辦。(張卓然)
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