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中国力争年前实现碳达峰,年前实现碳中和。
随着“双碳目标”上升为国家战略,对加快能源体系的清洁性、低碳性、安全性和高效性提出了更高要求。而对于国内的各行各业而言,在选择未来发展方向方面必须要充分考虑到绿色低碳转型,这是国家战略发展的新要求,更是未来行业发展的趋势使然。
于地处山东的潍柴而言,作为内燃机行业和新能源产业的领先者,不断钻研探索、攻克技术难题,日益融入国家发展战略,引领行业的转型升级。
年11月20日下午,潍柴发布了领先行业的本体热效率52.28%商业化柴油机,相比上次的51.09%提升了1.19%。
与此同时,在同一天,潍柴天然气发动机同样取得了重大突破,本体热效率达到了54.16%。
52.28%,这是潍柴履行国家战略的承诺
当下,绿色低碳发展已成为全球共识。而如何实现绿色低碳发展又成为各国以及各行各业深度思考的问题。
交通运输领域是实现“双碳”战略的重要战场,内燃机扮演着重要角色。对于柴油机而言,落实“双碳”政策最为重要的措施就是提升热效率。
热效率是个较为复杂的热学问题。通俗而言,热效率越高,则燃油消耗越少,因而节能减排效果就越显著,这一点从其名称便不难理解。也正是这个原因,在柴油机诞生年以来,热效率的提升一直是全球行业的共同追求。
自年世界上第一台热效率为26%的柴油机面世以来,历经百余年的发展,目前行业热效率水平才为46%。在多位业内人士看来,从世界柴油机热效率发展统计数据来看,随着排放法规的日益严苛,热效率的提升遇到了很大瓶颈,热效率提升的难度越来越大,进展缓慢,是世界公认的技术难题。
作为内燃机行业的龙头,潍柴早在年就发布了突破50%热效率的商业化柴油机,发动机本体热效率达50.23%;年1月,潍柴又将本体热效率提升至51.09%,两次刷新了该技术记录。
内燃机可靠性国家重点实验室主任、潍柴动力董事长谭旭光曾说过:“每一个0.1%的提升,都是柴油机发展的巨大进步。”
年,潍柴科技团队在协同燃烧、协调设计、排气能量分配、分区润滑、智能控制技术等原有五大技术的基础上,运用全新的系统工程理念,开发了3D精准增压设计技术、空气隔热技术、高效流通技术、双主喷技术等四大新技术,申报专利项,授权专利项。
如今,潍柴数次突破自我,以行业领军者的姿态,将柴油机本体热效率从50.23%提升到51.09%,又从51.09%到52.28%。
当下,我国面临着科技革命带动产业链的局面,同时“双碳战略”又是推动国家高质量发展的不二法宝。在这种情况下,既要做好现在的事,又要规划好未来的事。
据公开数据显示,与市场现有主流产品(平均46%热效率柴油机)相比,52.28%本体热效率技术的商业化应用,可实现油耗、二氧化碳排放分别降低12%,我国每年可节油万吨、减少二氧化碳排放量万吨。
当然,这还不是最终目标。早在年12月,谭旭光就发出了“六个走在最前”的动员令,提出了热效率在“十四五”期间要达到55%的目标。
创新护航,锁定54.16%目标
中国工程院院士黄震曾经表示,在碳达峰、碳中和的目标下,不断提高热效率是内燃机行业在中短期的重要发展路径。而清洁燃料也是内燃机行业减碳的主要方向。
天然气发动机以其固有的低碳属性,在内燃机减排降碳中发挥着重要作用。
而本次潍柴发布的本体热效率54.16%天然气发动机,领先于之前47.6%的国际水平,使天然气发动机突破本体热效率50%大关,这也是天然气发动机热效率首次超越柴油机。
这一切离不开潍柴打造新一代清洁高效天然气发动机产品的持续深耕。
年,潍柴开始着手布局天然气缸内直喷技术;年,成功开发出大功率缸内高压直喷压燃式天然气发动机;年以来,潍柴研发团队持续攻关高效高压直喷天然气发动机关键技术,并于年、年分别实现天然气发动机本体热效率突破45%、50%。
面对一系列阶段性成果,潍柴没有止步,不断突破极限。
年潍柴研发团队成功将高效增压、低阻力、低摩擦等柴油机高热效率关键共性技术,应用在天然气发动机上。开发了双燃料融合喷射多点稀薄燃烧技术,实现燃料喷射的精准控制,燃烧速度提升%;发明了以双台阶燃烧室系统为核心的双燃料融合喷射燃烧系统,提升发动机热效率的同时降低污染物排放。
潍柴的长远眼光,可见一斑。
然而在潍柴,创新已经变为一种习惯。长期以来,企业内部积极营造良好创新生态,对创新充分放权,宽容失败,科学规划技术人才的职业发展通道,培育了全行业适宜创新的文化土壤。
最具有代表性的,潍柴在年授予总设计师张纪元“潍柴最高科学技术奖”,重奖0万元,个人奖励金额创潍柴历史之最。人才成为潍柴20多年高歌猛进的第一动力,这句话并非没有依据。近10年来,潍柴仅发动机板块在研发方面的投入超过亿元,占据收入的6%左右,年的研发占比更是达到了9%,在强势科研投入下,科研实力与日俱增。
据悉,潍柴研发机构遍布全球,并且拥有内燃机可靠性国家重点实验室、国家商用汽车动力系统总成工程技术研究中心、国家商用汽车及工程机械新能源动力系统产业创新战略联盟、国家专业化众创空间等国家研发平台。
引领者姿态,发力新能源
在国家“双碳”战略目标和能源结构调整的背景下,新能源行业正处于市场风口,发展前景广阔,这对于潍柴而言,也不例外。
年,潍柴建成了集氢燃料电池和固体氧化物燃料电池的研发设计、试验检测、生产制造功能于一体的燃料电池产业园并投产;年,潍柴还牵头建设了国家燃料电池技术创新中心。
更为重要的是,国家燃料电池技术创新中心已经进入了“开花结果期”。
年1月8日,山东重工集团向山东港口集团交付的首批中国重汽氢燃料重型牵引车,配套的正是潍柴大功率氢燃料电池系统,完全实现了零排放,百公里氢耗不过10公斤。
除此之外,15-kW系列化氢燃料电池系统得以成功开发;开展了极寒环境下的燃料电池车队环境适应性试验,在零下34℃条件下一次起动成功,行业首家实现产品寿命3万小时,引领了我国燃料电池产业化的进程;开发了国内3吨氢燃料电池叉车,创建零碳排的物流搬运环境填补了行业空白;配套潍柴产品的49吨燃料电池重卡在济南泰钢至青岛董家口港区路线运行超公里……
可以说,潍柴在推动传统动力技术突破、低碳升级的同时,已经把新能源产业作为重要发展方向之一。
尤其是,今年8月,国家燃料电池技术创新中心的正式挂牌,表明了潍柴不光柴油机造得好,在新能源领域也已形成国内最完整的产业链之一。
科技改变世界,潍柴正用创新精神和领军者的姿态,以这一桩桩一件件阶段性发展成果,将人们长久以来对于“双碳”的梦想,照进现实。