中国汽车内燃机产业:风雨向上敢担当!

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在动力系统电动化、工业生产智能化、经济发展低碳化的大趋势下,传统内燃机的产业正面临着前所未有的挑战,如何生存下去成为摆在眼前的一道难题。

传统内燃机如何生存?帅石金:近中期低碳化,中长期零碳化

4月22日,刚刚在第二届世界内燃机大会主会场主持完下午主题报告的清华大学车辆与运载学院教授、航空发动机研究院副院长帅石金,百忙之中接受了搜狐商用车的采访。他表示,在中国致力于实现“2030碳达峰 2060碳中和”目标的大背景下,内燃机行业需要主动作为,勇于担当,谋求发展;近中期看内燃机需坚持节能减排的低碳技术路线,中长期看要聚焦氢燃料、氨碳料、生物质燃料和液体阳光燃料(e-fuel)等零碳发动机。

短期来看,内燃机走低碳化技术路线,大有可为

2030碳达峰“意味着近10年我们的碳排放还处在增长阶段。如果内燃机碳排放优先达标,由于内燃机体量巨大,这其实是内燃机对碳达峰的最大贡献。 帅石金表示,“追求碳中和是一个循序渐进的过程,不能一棍子把内燃机打死。从现阶段看,内燃机要走低碳化技术路线,尽可能地节能减排,对我国交通能源早日实现碳达峰意义重大。”

传统内燃机如何生存?帅石金:近中期低碳化,中长期零碳化

在帅石金看来,当前新能源汽车的产销量与燃油车相比,占比还非常小,不超过5%,新能源汽车的保有量更低,占比约1%。交通碳达峰的重任主要落在车用内燃机节能减排上。我国内燃机每年的产销量约8000万台,哪怕一台内燃机减少10克碳排放,整个内燃机行业一年减碳就是800吨,这是一个非常可观的碳减排量。

实际上,从我国的电力结构来看,火力发电是主要来源,约占68%,依旧严重依赖煤、天然气等化石能源,会产生大量的碳排放。这意味着,现阶段汽车、轮船等采用纯电动发动机,并不能从本质上解决碳排放的问题。所以,帅石金认为短期内,内燃机走低碳化技术路线,大幅提高热效率、采用低碳燃料等,是非常符合“双碳”目标导向的事情。

长期生存,内燃机需转型使用零碳燃料,任重道远

“一只脚踏在今天,另一只脚还必须踏向未来。”内燃机短期生存的问题解决后,还必须看到长期生存的危机。

帅石金告诉搜狐商用车,内燃机目前是要燃烧碳氢燃料做功的,必然会产生碳排放,如果只是一味提高燃烧效率和热效率,不思考去解决燃料来源本身的问题,不管效率多高,始终还是会产生碳排放,不符合“碳中和”的长期目标。所以内燃机要想长期生存下去,就必须从源头上解决碳排放问题,转型使用零碳燃料。

传统内燃机如何生存?帅石金:近中期低碳化,中长期零碳化

那么车用内燃机应该使用哪种零碳燃料?帅石金的答案是氢燃料。他表示,“碳中和目标提出后,氢内燃机一定会热起来,我认为这是一条切实可行的零碳技术路线。”

之所以如此斩钉截铁,帅石金有自己的道理。他分析说,提起烧氢,这并不是一个新的问题,过去氢内燃机汽车也有示范运行的,如宝马氢内燃机汽车,但面临着氢的制备、存储、输运和加注,以及氢的安全问题和高成本等一系列问题,似乎不太现实。但近年来,碳中和成为全球包括中国、美国和欧盟的共识后,氢基础设施问题有可能在国家层面加大建设力度,逐步得到解决,例如中石化承诺十四五规划建设1000座加氢站。此外,氢的安全性问题也在技术上也有解决办法,再加上“双碳”目标的驱动,未来发展潜力巨大。

当然氢燃料不只是可以用来烧,还可以直接做成燃料电池的燃料去使用。对此,帅石金表示氢燃料电池和氢内燃机两者各有优缺点。“从氢燃料电池的角度来看,完全是零排放,故事更完美,但成本居高不下。氢内燃机的优势是本身成本更低,技术成熟度相对较高。”此外,相比氢燃料电池,氢内燃机对氢的纯度要求更低,可以吃氢的“粗粮”,能够更快地落地实施起来。

“不过未来到底是氢燃料电池发动机还是氢内燃机,现在还不能下结论,还得看政策的导向和各自技术的发展。”帅石金补充说。但不管政策导向如何,帅石金认为,内燃机行业都必须行动起来,主动作为,敢于担当,因为零碳排放目标下,内燃机行业已经没有更多的选择,要长期生存必须转型使用零碳燃料,也包括氨燃料、生物质燃料和液态阳光燃料(e-fuel)。

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