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4月22日，由中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)主辦的第二屆世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)在中國(guó)山東濟(jì)南開(kāi)幕。三年一屆的世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)是內(nèi)燃機(jī)行業(yè)最具權(quán)威性的綜合技術(shù)交流平臺(tái)之一，證券時(shí)報(bào)記者在大會(huì)中與多方業(yè)內(nèi)人士接觸交流，傾聽(tīng)了來(lái)自行業(yè)權(quán)威以及一線的聲音。
萬(wàn)鋼：氫能和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)是重要發(fā)展方向
大會(huì)首日，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)鋼通過(guò)視頻祝賀，同時(shí)也傳遞了來(lái)自高層的聲音。
萬(wàn)鋼指出，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)，也蘊(yùn)藏著轉(zhuǎn)型發(fā)展的機(jī)遇。他認(rèn)為，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。
“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)的產(chǎn)業(yè)首先要助力能源交通領(lǐng)域的雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。”萬(wàn)鋼表示，新一代內(nèi)燃機(jī)技術(shù)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，在提高熱效率、降低碳排放方面達(dá)到了新的里程碑。高效率帶來(lái)低能耗，是節(jié)能和降低碳排放最現(xiàn)實(shí)的手段。
其次，要積極應(yīng)動(dòng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的壓力與挑戰(zhàn)。在動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化浪潮來(lái)臨之際，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)要以發(fā)展的眼光和創(chuàng)新的思維研究制定動(dòng)力技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，著力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。要積極地推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)與電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的融合發(fā)展，加大與新技術(shù)、新材料、新工藝的嵌和力度，針對(duì)新的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的需求，融合智能化的技術(shù)，推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，開(kāi)創(chuàng)新的天地。
“目前，我國(guó)一些汽車和內(nèi)燃機(jī)企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用自主研發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)，推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)化、智能化趨勢(shì)的深度融合，助力內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)態(tài)、高效、低排放的運(yùn)行，研發(fā)了新型插電、增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高效和低碳目的，產(chǎn)品取得了顯著的市場(chǎng)成效。”萬(wàn)鋼說(shuō)。
最后，要主動(dòng)擁抱百年未遇之大變革。自2018年首界世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)的召開(kāi)以來(lái)，領(lǐng)軍企業(yè)率先投入燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，這將對(duì)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的可持續(xù)發(fā)展起到重要的促進(jìn)作用。
“今后一段時(shí)間，氫能和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)將是我們發(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，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。”萬(wàn)鋼說(shuō)道。
當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈正來(lái)到一個(gè)十字路口，從路徑上看，內(nèi)燃機(jī)雖歷經(jīng)幾十年的研究，技術(shù)層面卻仍未達(dá)到止境，而在眼前的路口上，面臨來(lái)自多面的沖擊，行業(yè)如何繼續(xù)前行亦或?qū)ふ页隹冢蔀楦鹘珀P(guān)注焦點(diǎn)。
譚旭光：B10壽命將達(dá)到300萬(wàn)公里
以時(shí)間換空間，圍繞提升內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)從未停止。大會(huì)中，中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、內(nèi)燃機(jī)可靠性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、第二屆世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)共同主席譚旭光作題為《內(nèi)燃機(jī)可靠性技術(shù)》的主旨報(bào)告。報(bào)告指出：根據(jù)制定的可靠性提升目標(biāo)，預(yù)計(jì)2030年我國(guó)重型商用車B10壽命將達(dá)到300萬(wàn)公里。
通常而言，B10壽命長(zhǎng)短反應(yīng)產(chǎn)品的可靠性程度，B10壽命達(dá)300萬(wàn)公里也就是說(shuō)屆時(shí)重型商用車有90%的概率可以正常工作到300萬(wàn)公里，而當(dāng)前此數(shù)值為180萬(wàn)公里。換句話說(shuō)，“可靠”也意味著“高效”，這也是減碳的重要途徑。
而在這方面，涉及到工藝、材料、結(jié)構(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域，既有基礎(chǔ)性技術(shù)研究，也有與大數(shù)據(jù)、智能網(wǎng)聯(lián)相融合的前沿技術(shù)探索，牽扯到一整個(gè)體系的協(xié)同創(chuàng)新。譚旭光指出，目前，在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方面，內(nèi)燃機(jī)可靠性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)取得了多項(xiàng)突破。“未來(lái)，可靠性技術(shù)的發(fā)展，也將為智能化、清潔化、電氣化、低碳化、輕量化、多元化的內(nèi)燃機(jī)新技術(shù)推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。”譚旭光說(shuō)。
站在企業(yè)的角度來(lái)看，“低碳高效”是繞不過(guò)去的事，而“雙碳”時(shí)間表下比拼的是熱效率。
2020年9月16日，濰柴發(fā)布全球首款突破50%熱效率的商業(yè)化柴油機(jī)，這款柴油機(jī)能夠滿足國(guó)六/歐Ⅵ排放要求，并具備量產(chǎn)和商業(yè)化條件。
以目前46%行業(yè)平均熱效率水平估算，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。
東風(fēng)汽車公司汽油機(jī)專業(yè)總工程師張社民向證券時(shí)報(bào)等媒體表示，內(nèi)燃機(jī)隨著熱效率持續(xù)提升，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)應(yīng)該還是主要?jiǎng)恿υ础|風(fēng)在商用車柴油機(jī)領(lǐng)域發(fā)布了“龍擎”動(dòng)力總成品牌后，在乘用車領(lǐng)域首次推出“馬赫”動(dòng)力品牌，在高效發(fā)動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力方面繼續(xù)加大研發(fā)。
張社民透露，目前東風(fēng)汽車研發(fā)的增壓直噴發(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)熱效率目標(biāo)為45%。為了實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰，碳中和”，東風(fēng)規(guī)劃在高效發(fā)動(dòng)機(jī)方面迭代創(chuàng)新，比如在高效智能的燃燒系統(tǒng)，阿特金森循環(huán)、高壓縮比、高能點(diǎn)火、主被動(dòng)預(yù)燃室、稀薄燃燒技術(shù)、點(diǎn)燃?jí)喝技夹g(shù)、高低壓EGR技術(shù)、高效增壓器技術(shù)，還有高效智能的熱管理系統(tǒng)，以及深度降摩擦技術(shù)等方面我們繼續(xù)創(chuàng)新和攻克關(guān)鍵技術(shù)，爭(zhēng)取在2030年實(shí)現(xiàn)50%熱效率，為汽車行業(yè)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰規(guī)劃好自己的技術(shù)路線。
“通過(guò)時(shí)間換空間，也可能有顛覆性技術(shù)出現(xiàn)，這種技術(shù)出現(xiàn)也可能比我們想象的這個(gè)效率要高，但是它肯定是個(gè)永恒的主題，也是未來(lái)降碳的一個(gè)重要途徑。”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)接受訪問(wèn)時(shí)說(shuō)。
“雙碳”目標(biāo)倒逼產(chǎn)業(yè)鏈加速創(chuàng)新
當(dāng)前，“雙碳”目標(biāo)猶如倒逼內(nèi)燃機(jī)行業(yè)加速創(chuàng)新的“沙漏”，在此背景之下，整個(gè)行業(yè)創(chuàng)新熱情高漲，無(wú)論是在主旨演講和各研討環(huán)節(jié)，都是“頭腦風(fēng)暴”，打開(kāi)了人們的想象空間。
“我希望將來(lái)有一天，大家早上一起床，就能從家里拎起一桶‘油’為車輛加滿燃料。”中國(guó)工程院院士、上海交通大學(xué)副校長(zhǎng)、講席教授黃震分享了內(nèi)燃機(jī)燃料技術(shù)的演進(jìn)之路。他認(rèn)為在碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)下，中短期內(nèi)燃機(jī)要不斷提高熱效率，走低碳、清潔發(fā)展之路。而從中長(zhǎng)期來(lái)看，必須依靠變革性的燃料技術(shù)，利用可再生燃料使內(nèi)燃機(jī)成為碳中性和零碳動(dòng)力，為內(nèi)燃機(jī)提供嶄新未來(lái)。
有專家指出，提高能效、提升電氣化水平、應(yīng)用低碳燃料是交通部門脫碳的主要路徑?？稍偕铣扇剂蠈⑹前l(fā)展大趨勢(shì)，其中，有一條技術(shù)路線為二氧化碳轉(zhuǎn)換可再生合成燃料，牛津大學(xué)一位教授預(yù)測(cè)，到2050年，將有42億噸二氧化碳轉(zhuǎn)化為合成燃料。
參與本次世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)，給人最直觀的感受就是，整個(gè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈都如發(fā)動(dòng)機(jī)般燃燒著創(chuàng)新熱情，渴望在當(dāng)前的“危”中尋“機(jī)”。這次大會(huì)一共錄用近600篇論文，各種技術(shù)方案都搶著要在這個(gè)內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域最高端的技術(shù)和學(xué)術(shù)交流平臺(tái)上發(fā)聲、占位。
證券時(shí)報(bào)記者參與了多個(gè)研討環(huán)節(jié)，“低碳”始終是繞不過(guò)去的熱詞。
“碳中和的概念應(yīng)該以其全生命周期來(lái)解讀和考量。”浙江大學(xué)教授俞小莉在面對(duì)《證券時(shí)報(bào)》等媒體記者時(shí)說(shuō)，內(nèi)燃機(jī)的“高效低碳”要從其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、使用維護(hù)、再制造，以及回收利用等全生命周期的每一個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)考量。“我們追求的在發(fā)出同樣的功率條件下，不僅所消耗的燃料更少，而且生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)所消耗的原材料更少、能耗更少，使用過(guò)程的功能和性能穩(wěn)定性更好、維修維護(hù)成本更低，材料的回收利用率更高。”俞小莉說(shuō)，減排的內(nèi)涵要進(jìn)一步挖掘。
節(jié)能減排這筆賬，要用“全生命周期”算總賬，這也是內(nèi)燃機(jī)業(yè)界的呼聲，在前一日的新聞發(fā)布會(huì)中，中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一一研究所所長(zhǎng)董建福對(duì)證券時(shí)報(bào)等媒體記者也表達(dá)了相同觀點(diǎn)，“說(shuō) ‘零碳’，不能簡(jiǎn)單就一個(gè)終端是不是零，一定要從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度通盤計(jì)算。”
西安交通大學(xué)黃佐華教授認(rèn)為，“雙碳”目標(biāo)對(duì)于內(nèi)燃機(jī)企業(yè)的發(fā)展有不利的一面，但也應(yīng)該辯證地看，是挑戰(zhàn)更是機(jī)遇。
黃佐華認(rèn)為，首先，內(nèi)燃機(jī)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)仍將是部分陸上交通、船舶運(yùn)輸以及工程機(jī)械的主要?jiǎng)恿?，尤其是在新能源暫時(shí)無(wú)法替代的領(lǐng)域。因此，在“雙碳”目標(biāo)達(dá)成的過(guò)程中，首先要解決的就是內(nèi)燃機(jī)的碳減排問(wèn)題，即通過(guò)提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率，降低燃油的消耗率，內(nèi)燃機(jī)并不會(huì)被淘汰。
其次，內(nèi)燃機(jī)要擁抱電氣化，再次，用低碳燃料逐漸替代汽油、柴油等高碳燃料。
黃佐華以乙醇舉例，巴西因?yàn)闆](méi)有石油，就以乙醇來(lái)驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。巴西有大量的熱帶雨林，他們種植了大量的甘蔗，通過(guò)甘蔗來(lái)提煉出乙醇作為燃料，燃燒后排出的二氧化碳又被大量的植物所吸附，從而實(shí)現(xiàn)了碳中和的目的。“這就是一個(gè)碳中和的案例，乙醇就是我們號(hào)稱的碳中和燃料。這也是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。”
此外，氫能也被與會(huì)專家多次提及。黃佐華教授他認(rèn)為，未來(lái)社會(huì)很可能向氫能社會(huì)發(fā)展，氫能的最大好處就是高效、清潔、可持續(xù)。俞小莉教授則表示，當(dāng)前氫能內(nèi)燃機(jī)是她重點(diǎn)研究的課題之一，該領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)已有所突破。
減碳道路上不創(chuàng)新者才是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)
在本次世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)開(kāi)幕之前，4月21日的新聞發(fā)布會(huì)上，有記者拋出了一個(gè)“直白”的問(wèn)題：“‘雙碳’目標(biāo)下，有聲音說(shuō)內(nèi)燃機(jī)或?qū)⑼顺鰵v史舞臺(tái)，內(nèi)燃機(jī)已成為‘夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)’，對(duì)此該如何看待？”
中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)黨委書記兼副理事長(zhǎng)、中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一一研究所所長(zhǎng)董建福對(duì)這個(gè)問(wèn)題的回答是：“內(nèi)燃機(jī)行業(yè)不是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，那些在碳減排以及零碳排放的道路上不進(jìn)行創(chuàng)新的，才是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。”
當(dāng)前，內(nèi)燃機(jī)在船用及特種裝備上的應(yīng)用仍是無(wú)法取代的。
“船用柴油機(jī)由于其較好的經(jīng)濟(jì)性、操作簡(jiǎn)單以及遠(yuǎn)航需要持續(xù)的功率輸出等原因，在船用動(dòng)力中占據(jù)主要地位，約95%以上的動(dòng)力是柴油機(jī)。”董建福說(shuō)，“船用機(jī)需要較大的功率輸出，特別是遠(yuǎn)洋船舶，這是目前甚至未來(lái)十年其他動(dòng)力很難取代的。船用動(dòng)力系統(tǒng)目前也有采用電力推動(dòng)的，但其電力來(lái)源還是主要來(lái)自于柴油發(fā)電機(jī)組。”董建福直言，在船用大功率驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，目前其他任何動(dòng)力技術(shù)都難以達(dá)到柴油機(jī)的效果。
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)列舉的數(shù)據(jù)顯示，2018年，中國(guó)的公路貨運(yùn)共完成了全社會(huì)76.9％的貨運(yùn)，中國(guó)高速發(fā)展20年，很大程度主要是靠公路運(yùn)輸?shù)脑鲩L(zhǎng)實(shí)現(xiàn)的。中國(guó)去年重卡的銷量是160萬(wàn)輛，就說(shuō)明卡車在運(yùn)輸業(yè)還是要擔(dān)當(dāng)重任的。國(guó)際能源署2019年預(yù)計(jì)，到2040年，全球重型卡車能耗將增長(zhǎng)65%。
事實(shí)上，當(dāng)前，廣泛應(yīng)用于道路交通及非道路移動(dòng)機(jī)械領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)，也是交通運(yùn)輸、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、特種裝備等領(lǐng)域最重要的動(dòng)力來(lái)源，內(nèi)燃機(jī)仍是各類機(jī)械的主動(dòng)力并占據(jù)著較大的市場(chǎng)份額。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局內(nèi)燃機(jī)工業(yè)575家獨(dú)立核算的規(guī)模以上企業(yè)的匯總數(shù)據(jù)，2020年1~12月內(nèi)燃機(jī)工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況逐月向好，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、利潤(rùn)總額實(shí)現(xiàn)了連續(xù)8個(gè)月、6個(gè)月的正增長(zhǎng)。去年全年，內(nèi)燃機(jī)行業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入4344.52億元，同比增長(zhǎng)13.81%，利潤(rùn)總額393.86億元，同比增長(zhǎng)7.15%。
面對(duì)懸于頭頂?shù)?ldquo;雙碳”利劍，行業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈革新是必走之路。“未來(lái)，業(yè)界還會(huì)開(kāi)展船用內(nèi)燃機(jī)低碳零碳技術(shù)研究，如大功率的船用氣體發(fā)動(dòng)機(jī)、甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)、氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)以及氫發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究，從低碳內(nèi)燃機(jī)逐步過(guò)渡到零碳內(nèi)燃機(jī)，在船用發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。”董建福說(shuō)。
4月22日，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)、七一一研究所、清華大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、一汽、東風(fēng)、中石化、中石油等20家發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈核心單位組成強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合體，共同發(fā)起成立了“中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)碳中和創(chuàng)新聯(lián)盟”，為更好地履行發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力技術(shù)發(fā)展使命，在實(shí)現(xiàn)我國(guó)“兩碳戰(zhàn)略”目標(biāo)中貢獻(xiàn)力量。
中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)表示，創(chuàng)新聯(lián)盟將積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，共同研究探討發(fā)動(dòng)機(jī)減碳控碳技術(shù)路線，系統(tǒng)梳理關(guān)鍵技術(shù)難題，組織上中下游優(yōu)勢(shì)力量，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新技術(shù)突破，創(chuàng)建綠色動(dòng)力規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，共同創(chuàng)造我國(guó)綠色動(dòng)力產(chǎn)業(yè)鏈。
原標(biāo)題：行業(yè)巨變！氫能和燃料電池“掐架”，受傷的是內(nèi)燃機(jī)？
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