近日,“氫內燃機系統技術討論會”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,在動力技術路線多元化競技的新時代,氫氣發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,發展新能源商用車要結合國情,多方探索實踐。
“雙碳”目標倒逼行業加速改革
伴隨著2020年“雙碳”目標的提出,我國在道路交通領域面臨著較大的減碳壓力,特別是商用車領域。商用車作為生產資料,這確定了其在國民經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能減排、低碳經濟的重點。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”過程既是挑戰又是機遇,其過程不僅將會是經濟社會的大轉型,還將會是一場涉及廣泛領域的大變革。完成這個大轉型,需要在能源結構、能源消費、人為固碳“三端發力”。
在我國汽車產業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企業,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,電動汽車占據了絕大部分份額,但是其因受電池技術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革命性提升。
因此,尋求新的動力路徑一直被學術界、產業界所重視。劉漢如先生作為產業界的代表,幾十年如一日聯動產、學、研人士,為商用車的動力技術路線做了不少有益探索和找到了未來的發展方向。劉漢如認為,發展新能源汽車不能只盯著純電動和氫燃料電池技術路線,利用光伏、風力發電電解水制氫與碳捕捉CO2合成制甲醇也是未來發展方向,推廣綠色甲醇(液態氫動力),使用甲醇對實現“雙碳”目標意義重大。
要結合國情發展新能源商用車
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生氫能。我國富煤、缺油、少氣,甲醇對改善我國能源結構和國家能源安全意義重大。據統計,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,甲醇在商用車領域有更大發展潛力。甲醇用于內燃機的關鍵技術已經攻克。經過10幾年的技術攻關,我國甲醇內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品公告的企業。
在動力系統方面,遠程汽車堅持多元化動力發展,積累了包括純電動(含換電)、增程混動、氫燃料、甲醇等動力技術能力。據劉漢如介紹,基于漢馬動力13L天然氣發動機的AVL氫氣發動機已經進入研究階段,燃燒研究結果表明,熱效率預測在45%以上。這也與國際上的趨勢相一致,相關資料顯示,歐洲目前正在大力發展氫能動力產業,除了氫燃料電池以外,歐洲主流商用車整車廠都在關注或者已經開始對氫內燃機進行可行性研究。
劉漢如進一步指出氫氣發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;二是重型氫內燃機成本接近于柴油機和氣體機;三是高負荷區具有較高的綜合效率;四是可短時間內推向市場;五是對氫氣的純度要求低,可靠性類似氣體機;六是可以延續傳統動力車的生命周期,并使現有設施不被浪費。
作為務實的產業界人士,劉漢如認為發展新能源和新能源商用車,要結合國情,也不要僅僅盯著純電驅動和氫燃料電池技術路線,而要多方探索實踐,尋求和創造更好更適合的產品和商業運營模式。
據了解,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,中國內燃機學會三個分支機構和北京市內燃機學會合作聯合承辦。(張卓然)
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