4月22日,第二屆世界內燃機大會在山東濟南開幕。中國去年在聯合國大會上明確承諾,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。那么,在以碳達峰、碳中和為目標的大背景下,傳統內燃機又將如何發展呢?帶著這些疑問,記者采訪到了西安交通大學黃佐華教授。
西安交通大學黃佐華教授
當前,內燃機被廣泛應用于道路交通及非道路移動機械領域,是交通運輸、工程機械、農業機械、國防裝備等領域最重要的動力來源。在碳達峰、碳中和發展目標下,內燃機企業究竟會受到那些影響?針對這個問題,黃佐華教授表示要從兩方面來考慮。內燃機已經有100多年的歷史,它為工業發展做出了巨大貢獻。碳達峰、碳中和的實施對我們內燃機企業來說是一個挑戰,但也是一個機遇。挑戰是指過去我們依賴高碳能源,例如我國百分之六十以上的發電都是靠煤為主要動力燃料,電量消耗的越多,產生的二氧化碳也就多。無論是汽油還是柴油都是石油資源,用直接燃燒的方式肯定會產生碳排放。
目前,我們國家大量的交通運輸車輛中還是以汽柴油動力為主,特別是工程機械以及長途重卡等領域電動車輛還不能滿足需求。黃佐華教授表示,內燃機在整個動力中的占比非常大,我們國家內燃機一年的產量是8100萬千瓦,這相當于火電、風電、核能以及可再生能源煤電加到一塊裝機容量的1.32倍。從這個角度來看,內燃機現在需要做的就是提高它的熱效率,以此來降低二氧化碳排放。
當然,我們不能只走內燃機發展這一條道路。黃佐華教授進一步表示,對于內燃機來說提高熱效率的空間是有限的,我們只能盡可能接近極限。事實上,在減排的發展中,內燃機還要積極擁抱電氣化,比如混合動力發動機,明顯有助于實現節能減排?傮w來說,我們既要發展內燃機也要和現在的新技術結合起來,以此來共同實現低碳化。
在碳達峰、碳中和的發展方向下,氫能將是未來能源發展的趨勢。黃佐華教授表示,我們地球上70%以上是海洋,水是氫的一個載體,要把水中的氫轉換成氫氣,而這個量是非常大的。當前,社會上也開展了很多制氫的探索,受限于太陽能制氫效率,目前制氫大多采用電解水的方法。將來隨著技術進步,太陽能制氫效率有望進一步提高,如果進入到氫能時代就可以真正實現無碳排放。
黃佐華教授坦言,目前氫能應用所遇到的問題之一是制備問題,其次是氫的儲存,F在氫氣儲存普遍使用的是氣體壓縮的方法,但能量密度有限,F在世界各國都非?春脷淠茉,黃佐華教授表示,氫能時代到來是有一個過程的,但相信氫能未來將會有非常大的發展。
事實上,在目前節能減排的大背景下也在倒逼內燃機轉型升級。黃佐華教授表示,當今的內燃機發展局限于最初的內燃機原理上,內燃機誕生100多年來并沒有發生實質性的突破,我們現在通過不斷的技術革新,實際上都是在向它的最高點發展的邁進,特別是對于提升內燃機熱效率來說它是有極限的,要突破這個瓶頸,就需要有新的科學技術做支撐,所以現在迫切需要在科技方面創新。
在黃佐華教授看來,我國是內燃機的第一生產大國和第一制造大國以及第一消費大國。我們現在應該責無旁貸的引領內燃機科技發展,我們的工業也是一樣的,由大到強只有靠我們創新,這對于我們國家內燃機科技工作者以及內燃機企業來說都是一個非常巨大的挑戰。黃佐華教授坦言,對于內燃機方面的研究,我們一直在不斷探索,看看能不能在原創性方面有一些突破,但這個原創性并不是靠說就能實現的。我們國家現在有很好的工業基礎,也有很多年的長期科研積累,在這種積累下從量變到質變,相信在不久的將來我們也將引領行業發展。
總結:
內燃機領域的發展突破不僅需要人才,更需要相關的技術產業集群做支撐。當前,“30·60”雙碳目標已定,相信在全行業的共同努力下,未來內燃機還將得到更好的發展!
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