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氫擎澎湃 氫動力引領(lǐng)內(nèi)燃機新一輪百年變革

日期:2022-11-30     來源:卡車之友網(wǎng)原創(chuàng)     作者:張久英

自德國工程師奧托(Nikolaus August Otto)于1876年制成第一臺四沖程內(nèi)燃機以來,經(jīng)過近150年不斷進(jìn)步,內(nèi)燃機正迎來新一輪巨大變革,并將極大程度影響行業(yè)未來百年的發(fā)展。

 

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日前,康明斯(CUMMINS)在位于武漢的東亞研發(fā)中心新基地開業(yè)活動中展出了多款全新低碳、零碳動力解決方案,其中氫內(nèi)燃機和配裝氫內(nèi)燃機零碳概念重卡顯現(xiàn)其在氫內(nèi)燃機方面的技術(shù)創(chuàng)新成果和對產(chǎn)品商業(yè)化的信心。


盡管時下被歸入“新能源”范疇,事實上氫內(nèi)燃機技術(shù)自十九世紀(jì)中葉就開始探索;上世紀(jì)七十年代,在石油危機壓力下,德國大眾汽車公司、寶馬汽車集團(tuán)的氫內(nèi)燃機汽車相繼上路;進(jìn)入二十一世紀(jì),科技大發(fā)展推動氫內(nèi)燃機探索進(jìn)入更高階段,我國汽車行業(yè)實力車企紛紛加入其中。具體到商用車領(lǐng)域,因多家發(fā)動機供應(yīng)商和整車企業(yè)在氫內(nèi)燃機技術(shù)創(chuàng)新方面的積極作為,2022年可視為行業(yè)新一輪變革的里程碑年份。


政策引導(dǎo) 氫內(nèi)燃機發(fā)展柳暗花明
正所謂“人道我貴,非我之能也,此乃時也、運也、命也”,氫能燃料固然被認(rèn)為是“終極能源”,然而點火能量低、著火界限寬、火焰焠熄距離小、傳播速度快等特點又使其導(dǎo)致發(fā)動機容易發(fā)生早燃、爆燃、回火,以及脆氫等現(xiàn)象,同時綠氫的制造、儲運、設(shè)施等產(chǎn)業(yè)局限性也使其商業(yè)化長期處于裹足不前狀態(tài)。


隨著“雙碳目標(biāo)”提出,氫能上升到國家能源戰(zhàn)略地位,氫內(nèi)燃機發(fā)展在我國隨即進(jìn)入史無前例的加速期。


2021年8月間,工信部回復(fù)全國人大建議案中明確贊同“關(guān)于鼓勵發(fā)展零碳排放氫氣發(fā)動機的建議”,支持技術(shù)路線多元化發(fā)展;同年12月3日,工信部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》,加快氫能技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動氫能多元利用;針對新能源裝備提出發(fā)展氫燃料燃?xì)廨啓C。


有了政策引導(dǎo),再加上各地紛紛制定并發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,原本在技術(shù)層面已漸成熟的氫內(nèi)燃機獲得“天時”,真正是“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”。


搶抓機遇 動力供應(yīng)商和主機廠各顯神通
今年6月8日,一汽解放13L重型氫氣直噴發(fā)動機點火成功。該動力采用先進(jìn)的氣道結(jié)構(gòu)和缸內(nèi)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)氫燃料缸內(nèi)直噴,還對單獨氣道噴射、缸內(nèi)與氣道聯(lián)合噴射、氨氫混合的復(fù)合燃料噴射具有很好的兼容性,功率超過500馬力,指示熱效率突破55%,達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

 

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圖片來自《吉林日報》


作為行業(yè)領(lǐng)軍、民族品牌杰出代表、技術(shù)領(lǐng)先的商用車動力系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商,濰柴從2010年開始先后投資40億元布局新能源業(yè)務(wù),又于2018年布局氫內(nèi)燃機技術(shù)創(chuàng)新,已經(jīng)完成了關(guān)鍵核心技術(shù)和商業(yè)化應(yīng)用的突破,相繼推出搭載濰柴智能自主ECU的13L和15L氫內(nèi)燃機。

 

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圖片來自魯網(wǎng)(sdnews)


6月15日,中國重汽、濰柴動力聯(lián)合發(fā)布的全國首臺商業(yè)化氫內(nèi)燃機重卡——黃河高端重卡,搭載的便是濰柴動力13L氫內(nèi)燃機,有效熱效率41.8%;9月20-25日,濰柴WP15氫內(nèi)燃機亮相漢諾威國際車展成為關(guān)注聚點。

 

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6月30日,玉柴YCK16H燃?xì)浒l(fā)動機在高效節(jié)能環(huán)保內(nèi)燃機國家工程研究中心成功點火,創(chuàng)下排量最大(15.93升)、馬力最大(560馬力)的行業(yè)紀(jì)錄。此前,2021年12月21日,玉柴和北京理工大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的中國首臺中型商用車燃?xì)鋬?nèi)燃機YCK05H點火成功。

 

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相關(guān)數(shù)據(jù)來自公開發(fā)布內(nèi)容


潮流所向,氫擎激蕩!據(jù)悉,上海新動力科技首臺直噴式氫氣發(fā)動機(12.8升)、東風(fēng)龍擎-自主控制系統(tǒng)氫發(fā)動機(13升)也相繼成功點火。


突破技術(shù)難關(guān)和行業(yè)瓶頸,才能成就百年變革
針對商用車“新能源化”,鑒于純電動、燃料池技術(shù)路線的成熟與商業(yè)化程度,業(yè)界不免對內(nèi)燃機未來發(fā)展有所憂慮,尤其是在比亞迪、漢馬科技、河北長征等主機廠相繼停產(chǎn)燃油車,或發(fā)布停產(chǎn)燃油車規(guī)劃的背景下,內(nèi)燃機前景如何更受關(guān)切。


數(shù)據(jù)顯示,2022年9月我國新能源商用車單月銷量達(dá)19911輛,同比增長76%,市場滲透率10.6%。這也是新能源行業(yè)首次出現(xiàn)月銷市場滲透率超過10%情況。就市場發(fā)展趨勢而言,新能源化已經(jīng)形成規(guī)模,氫內(nèi)燃機技術(shù)路線的異軍突起無疑是內(nèi)燃機行業(yè)創(chuàng)新進(jìn)取的重要選擇。


康明斯一直堅持“致力于在正確的時間提供正確的解決方案”,加強在氫能產(chǎn)品研發(fā)的力度,建設(shè)東亞研發(fā)中心新基地,發(fā)布高效零碳動力M15H和B6.7H氫內(nèi)燃機及零碳概念重卡等一系列產(chǎn)品,顯然是其認(rèn)準(zhǔn)“氫擎”是中國及更廣闊的全球市場未來需求。

 

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其中,康明斯15H氫內(nèi)燃機采用靈活的頂置凸輪系統(tǒng),并改進(jìn)冷卻系統(tǒng),減少摩擦阻力,有效避免將柴油或天然氣發(fā)動機的燃料轉(zhuǎn)換為氫燃料的過程中出現(xiàn)性能受限和效率損耗;燃油系統(tǒng)采用缸內(nèi)直噴的定制化集成方案,結(jié)合行業(yè)領(lǐng)先的燃燒室設(shè)計,以及基于pent roof的滾流燃燒系統(tǒng),大幅度改善燃燒,提高燃燒效率。最大輸出功率達(dá)550馬力、最大扭矩2600牛米、設(shè)計熱效率BTE高達(dá)44%,一系列技術(shù)數(shù)據(jù)充分顯示該動力的先進(jìn)性。

 

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康明斯氫內(nèi)燃機零碳重型概念卡車配裝了15L氫內(nèi)燃機,底盤集成了10個70Mpa儲氫罐,可儲存約53公斤氫氣,還可根據(jù)需求安裝輔助儲氫罐,潛在續(xù)航里程達(dá)800公里(以儲氫量80公斤推算),能夠滿足中國路況下重載長途高速物流、重載城際物流等需求。


先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品的市場前景固然令人憧憬,卻不可盲目樂觀,畢竟氫內(nèi)燃機技術(shù)能否在商業(yè)化中有更大建樹還受到綠氫的制、儲、運等環(huán)節(jié)技術(shù)及成本限制,而解決此間問題則需要國家、地方、企業(yè),以及更多領(lǐng)域的協(xié)同合作。

 

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道阻且長,行則將至;行而不輟,未來可期!


我國雖是產(chǎn)氫大國,2021年制氫產(chǎn)量3533萬噸,只是綠氫規(guī)模很小。值得期待的是,中國2030年“可再生氫100”發(fā)展路線課題組《可再生氫100行動倡議》提出“力爭2030年全國可再生能源制氫電解槽裝機規(guī)模達(dá)到100GW的目標(biāo)”;包括中石化、中石油等石化企業(yè)及更多制氫企業(yè)紛紛制定發(fā)展氫能目標(biāo)。


就在今年9月15日以“內(nèi)燃機燃料多元化和零碳化發(fā)展研討”為主要議題之一的中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會(下稱中內(nèi)協(xié))七屆二次會長辦公會及監(jiān)事會會議上,中內(nèi)協(xié)會長、一汽解放總經(jīng)理助理兼發(fā)動機事業(yè)部總經(jīng)理、黨委書記錢恒榮也已提出呼吁:一成立氫內(nèi)燃機聯(lián)盟,共同推進(jìn)氫噴射系統(tǒng)等核心技術(shù)突破;二推動國家將氫內(nèi)燃機納入新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,出臺相關(guān)支持政策;三推動國家加速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),支持富氫地區(qū)開展示范運行。


共同謀劃,全面協(xié)同,一興俱興,在踐行“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的征程上,氫內(nèi)然機的發(fā)展勢必帶動行業(yè)新一輪變革,并成為全球減排降碳可持續(xù)發(fā)展不可或缺的綠色引擎。


                                  

  • 【責(zé)任編輯:卡友】

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