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2021-04-25 08:49:04
原標(biāo)題:聚焦國(guó)家戰(zhàn)略,世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)釋放了什么信號(hào)?
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“2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”,是中國(guó)向全世界作出的莊嚴(yán)承諾,是基于推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出的重大戰(zhàn)略決策。這一戰(zhàn)略正在帶來(lái)廣泛而深刻的社會(huì)系統(tǒng)性變革。4月22日—24日,第二屆世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)在濟(jì)南舉行,會(huì)上,記者處處感受到這種變革對(duì)自主創(chuàng)新帶來(lái)的倒逼作用。
內(nèi)燃機(jī)是第二次工業(yè)革命中最具核心價(jià)值、最有代表性的發(fā)明創(chuàng)造。中國(guó)工程院院士、上海交大副校長(zhǎng)黃震在演講中給出這樣一組數(shù)據(jù):我國(guó)是內(nèi)燃機(jī)大國(guó),內(nèi)燃機(jī)保有量超過(guò)5億臺(tái),2019年,我國(guó)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量達(dá)7600多萬(wàn)臺(tái),內(nèi)燃機(jī)單功率從不到1kW到8萬(wàn)kW。龐大的產(chǎn)能和體量,說(shuō)明了它的不可替代性。
以重卡為例。天津大學(xué)講席教授、中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)常務(wù)理事堯命發(fā)介紹, 2018年我國(guó)的公路貨運(yùn)共完成了全社會(huì)76.9%的貨運(yùn)。國(guó)際能源署預(yù)計(jì),到2040年全球重型卡車能耗將增長(zhǎng)65%。“盡管已經(jīng)出現(xiàn)了電動(dòng)、燃料電池等發(fā)展方向,但由于對(duì)功率的需求、運(yùn)行環(huán)境的要求,目前還沒(méi)有一種方案能夠替代柴油機(jī)。”
雖然不可替代,但內(nèi)燃機(jī)是石化燃料消耗大戶,也是碳排放的“主力軍”。數(shù)據(jù)顯示,目前我國(guó)的碳排放量占比中,電力行業(yè)(主要是火電)占41%,交通行業(yè)(主要是油品)占28%,建筑和工業(yè)大概占31%。內(nèi)燃機(jī)占據(jù)所有行業(yè)動(dòng)力的90%,盡管每年都面臨升級(jí)淘汰,但保有量和產(chǎn)銷量仍然令人矚目。在動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化、工業(yè)生產(chǎn)智能化,經(jīng)濟(jì)發(fā)展低碳化的大趨勢(shì)下,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)倒逼技術(shù)變革,蘊(yùn)藏轉(zhuǎn)型發(fā)展機(jī)遇。
既然不可替代,提高熱效率就成為降低碳排放的重大戰(zhàn)略需求,也是必然選擇。“效率的提高本身就是減排,很多的碳排放是由燃燒不充分、效率不高造成的。”中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一一研究所所長(zhǎng)董建福說(shuō)。目前,乘用車汽油機(jī)產(chǎn)品有效的熱效率,已經(jīng)由20年前的30%左右提高到當(dāng)前的40%-42%,正在向45%到50%的效率邁進(jìn),重型內(nèi)燃機(jī)的熱效率上,2020年9月,濰柴發(fā)布了全球首款突破50%熱效率的商業(yè)化柴油機(jī)。
以目前46%的行業(yè)熱效率水平估算,熱效率提升至50%,柴油消耗將降低8%,二氧化碳排放減少8%,按照目前國(guó)內(nèi)重型柴油機(jī)市場(chǎng)保有量700萬(wàn)臺(tái)估算,如果全部替換為50%熱效率的柴油機(jī),每年大概可節(jié)約燃油3332萬(wàn)噸,減少二氧化碳排放10495萬(wàn)噸,這將為解決能源短缺和全球氣候變暖問(wèn)題作出重大貢獻(xiàn)。
濰柴已經(jīng)提出,未來(lái)濰柴還將使本體機(jī)的熱效率提升至51%,結(jié)合余熱回收等技術(shù)后整機(jī)熱效率向55%沖刺。
不獨(dú)濰柴。東風(fēng)汽車公司汽油機(jī)專業(yè)總工程師張社民說(shuō),東風(fēng)在乘用車領(lǐng)域首次推出了“馬赫”動(dòng)力品牌,包含高效發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力總成,增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率已經(jīng)達(dá)到41.07%,下一代發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率將達(dá)到更高的45%的目標(biāo)。
實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”,提高熱效率不能解決所有問(wèn)題,從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈和能源體系上調(diào)整變革日益緊迫。去年中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)組織了千余名國(guó)內(nèi)外專家進(jìn)行研究,并發(fā)布2.0版節(jié)能與新能源汽車路線圖。中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)張進(jìn)華說(shuō),系統(tǒng)高效化、混合動(dòng)力化、燃料低碳化,是內(nèi)燃機(jī)推進(jìn)創(chuàng)新的重要方向。“2030年混合動(dòng)力將是內(nèi)燃機(jī)的主要形式,基于內(nèi)燃機(jī)的乘用車平均能耗低于自身每百公里,新型的低碳甚至零碳燃料,陽(yáng)光石油比例將逐步提高。”
正如全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼致辭時(shí)所說(shuō),今后一段時(shí)間,氫能和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)將是發(fā)展的重要方向,要深入研究燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)在原理、結(jié)構(gòu)、工程和技術(shù)等方面的差異性和相似性,結(jié)合燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的需求,對(duì)內(nèi)燃機(jī)共軌噴射、進(jìn)氣增壓等成熟技術(shù)進(jìn)行再研發(fā)、再應(yīng)用,提高燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用水平。
這些基礎(chǔ)領(lǐng)域的研發(fā)沒(méi)有彎道超車,只有在不斷的實(shí)驗(yàn)中積累大量數(shù)據(jù),不斷地進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),以每個(gè)0.1%的累加艱難推進(jìn),才有可能獲得歷史性突破。以濰柴為例,依托濰柴建立的內(nèi)燃機(jī)可靠性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,迄今已經(jīng)投入80億元,未來(lái)還將投入20億元。燃料低碳化方面的基礎(chǔ)性研究同樣耗資巨大,但要?jiǎng)?chuàng)造世界一流的成果,企業(yè)必須舍得在研發(fā)上“燒錢”,更要舍得有方向性地“亂燒錢”。
圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈。內(nèi)燃機(jī)涉及汽車、船舶、電力、工程等多個(gè)領(lǐng)域。會(huì)上,中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)聯(lián)合中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)船級(jí)社、濰柴集團(tuán)、中國(guó)船舶集團(tuán)第711研究所等20家發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈核心單位共同發(fā)起成立中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)碳中和創(chuàng)新聯(lián)盟,從產(chǎn)業(yè)鏈上吹響了“決戰(zhàn)‘雙碳’”聯(lián)合創(chuàng)新的號(hào)角。
燃料低碳化也為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)新動(dòng)能。比如,甲醇燃料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用正趨于成熟。一些以傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)為支柱的城市,在轉(zhuǎn)型煤化工時(shí),探索的路徑之一就是轉(zhuǎn)產(chǎn)新能源,比如棗莊規(guī)劃了煤化工千億產(chǎn)業(yè)鏈,生產(chǎn)甲醇就是其中一個(gè)重要探索方向。
明者見(jiàn)于無(wú)形,智者慮于未萌。新一代內(nèi)燃機(jī)技術(shù)必將是先進(jìn)燃燒技術(shù)、智能控制技術(shù)和電氣化技術(shù)的結(jié)合,這絕不是簡(jiǎn)單地伸一伸手、踮一踮腳尖就能夠到,需要助跑、加速、奮力向上躍起才能實(shí)現(xiàn)。在“雙碳”目標(biāo)倒逼下,誰(shuí)能主動(dòng)擁抱變革,誰(shuí)能前瞻性布局,以“十年磨一劍”精神扎扎實(shí)實(shí)走科技創(chuàng)新之路,誰(shuí)就能引領(lǐng)這樣行業(yè)未來(lái),率先駛?cè)胄碌陌l(fā)展“藍(lán)海”。(趙洪杰)
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