观点争锋||谁是主导动力?拷问“双碳”目标与能源转型下内燃机的变革之选
发布时间:2021-11-16     作者:    浏览量:3135    分享到:

在装备制造业全面开展实现“双碳”目标的进程中,内燃机作为交通运输领域移动装备的主导动力、行走机械装备的主导动力、固定动力装置和特种用途装备的动力,正在面对应用低碳和零碳能源,实施新技术应用的挑战。成功必有原因,成长必有条件,成熟必有基础。今天的中国汽车和内燃机工业,必将担负实现“双碳”目标要求的使命和责任。

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中国工程院原副院长谢克昌院士指出:要在能源体系框架下进行能源转型和结构优化,防范不切实际的能源转型对经济发展和能源供应造成的伤害。

中国工程院刘中民院士指出:各种能源“单打独斗”难以实现减碳目标。要实现相对“零排放”,需要通过人为努力实现各类能源技术的合力支撑。

当下,我们应该坚持中国国情、因地制宜、自主可控、实事求是、独立思考的基本原则,坚持立足新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,坚持系统发展观,科学处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系。

我们都知道,1942年12月2日15点20分,著名物理学家艾立科·费米 (1901—1954)点燃了世界上第一座原子反应堆,为人类打开了原子世界的大门。1954年世界上第一座原子能电站在前苏联建成,原子能发电给人类带来了巨大的生活和生产便利,包括环境影响的改变。但原子能发电并没有代替锅炉。79年后的今天,锅炉还在为人类提供电力能源,它将同核电,光、风、水等可再生能源,组合成优势互补的结构,为人类的发展提供所需的电力能源。

2015年,笔者曾经在一份报告材料中写道:“电动汽车和高效内燃机汽车,是减少我国石油消耗、降低石油对外依存度、改善环境污染的‘两个轮子’”。电动汽车需要与电力能源产业链和消费市场社会保障体系联动建设和推进,需要协调和协同发展。在现阶段,高效内燃机汽车是我国城市和乡镇、机场和港口、公路和铁道、工地和农田、矿区和油井、江河和湖海、高山和边疆以及国防装备不可或缺的动力机械。它在我国交通运输基础设施建设、机场和港口建设、农业现代化、国防现代化以及促进经济发展、提高城乡居民生活水平等方面发挥着重要作用。内燃机在降低燃油消耗和减少二氧化碳排放方面,存在巨大的潜力。

今天,当我们以内燃机实现“双碳”目标为主题再谈节能减排时,笔者认为,此时我们的发力点应该选择能源变革的挑战,即低碳和零碳燃料的应用。

实事求是,电动汽车可以实现零碳运行,但电力能源的零碳化和废旧动力回收与无污染处理的低碳化,还存在巨大的挑战。

其实,用发展电动汽车,以零排放去宣读实现减碳目标;用电动汽车车载储能总量,去解读可以实现国家能源应急保障;将发展电动汽车总结归类为实现减碳最有效的举措;用电动汽车自身运行零排放的特点,以此构成“运动式”减碳的行为、做法和说法,都是对电动汽车的不认知和最大的误解,更是对电动汽车的发展不负责。严格地说,就是未能科学地处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系。

我们期待未来的氢能汽车完全可以实现零碳运行,但在很长的一段时期里,氢燃料制备过程实现零碳化,同样需要巨大的挑战。可再生能源制氢、氢燃料储备、运输、加注、车辆载氢,在这个产业链和供应链条上每一个环节,既有基础设施建设的挑战,更有保障安全和万无一失运行的挑战。

笔者认为,我国已经完成了甲醇汽车和甲醇内燃机产品自主可控的技术体系建设、产业化建设,建立健全了推广应用系统和规范,积累了大量的数据和运行保障经验。氢能内燃机已经走出试验室,正在开展不同用途的实际运行实验和应用检验。他们正在构成我国内燃机工业实现“碳中和”完整的技术体系和系列产品,构成保障移动机械装备实现“碳中和”的优选动力群组。

我国氢能内燃机和甲醇内燃机,以应用可再生能源-甲醇燃料,应用甲醇在线制氢装备所获得的氢能,正在被业界统称为“新能源内燃机”。美誉当之无愧!

当我们将甲醇制氢燃料电池和氢能燃料电池与甲醇在线制氢装备(车载小型化)优化组合后,当甲醇在线制氢装备在现有燃料加注站实现推广应用之际,我们完全有理由相信,中国今天的“双碳”目标,一定会实现。

由此,笔者坚持认为:新能源内燃机和传统能源内燃机,将共同构成我国交通运输装备、固定动力装置实现碳中和的主导动力。新能源内燃机以应用液体燃料-可再生能源甲醇和气体燃料-可再生能源制备氢燃料,正在谱写新能源内燃机实现“双碳”目标的路线图,它既可传承内燃机成熟的高效率优势,更可完成从能源消费端实现“碳中和”的使命。

关于近期被业界多次提及的氨能源,笔者没有深入研究,调查不够,话语权尚无。在此,想提几点我们业界应该关注的问题,供各位思考和参考。

1、2017年9月13日,由国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》。方案要求,到2020年,我国全国范围将推广使用车用乙醇汽油。2021年10月31日,中共中央办公厅 国务院办公厅印发《粮食节约行动方案》中,(十一)加强粮食资源综合利用。有效利用米糠、麸皮、胚芽、油料粕、薯渣薯液等粮油加工副产物,生产食用产品、功能物质及工业制品。对以粮食为原料的生物质能源加工业发展进行调控。

这两个文件相差5年时间,前后改变的驱动力是中国国情,是因地制宜,是科学和实事求是。

2、我国是一个发展中国家,既是农业大国,也是人口大国,国家对以粮食为原料的生物质能源加工业进行调控。说明我们绝不能与人争粮。以我国现有氨产能6800万吨(保障农用化肥5800万吨)的产业现状,我们可以与粮争化肥吗?

3、氨燃料的制备原料主要是煤炭或天然气,天然气我国对外依纯度超过50%,有一个原料保障问题。如果用煤炭制备氨,同样有二氧化碳排放问题。氨作为内燃机燃料,既有燃料总量储备和供应问题,还有供给保障的基础实施建设问题。

4、氨作为内燃机气体燃料应用,氨从液体转化成气体所必备的装置、总体布置条件和要求是否具备?

由此,笔者认为:氨燃料的应用,与我国能源体系不匹配,在实现“双碳”目标的进程中,能源转型和结构优化不适合氨燃料。将氨带回到实验室去探索和研究,应该是目前的正道,尽管有点沧桑,但我们需要储备。

(作者:魏安力 系工信部甲醇汽车推广应用专家指导委员会秘书长)

来源:中国汽车报

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