【导语】在商用车电动化趋势日益显著的背景下,内燃机行业的低碳、绿色转型成为新焦点。面对商用车存量市场传统油车减排的紧迫性与新能源全面置换周期漫长的矛盾,内燃机朝向低碳零碳方向发展展现出广阔前景。近日,新能源内燃机联盟主题会议探讨了内燃机的绿色转型路径,指出提升热效率、发展混动技术及绿色燃料内燃机是实现碳中和的关键。潍柴等领军企业通(tōng)过(guò)技(jì)术(shù)创(chuàng)新(xīn),加(jiā)速(sù)内(nèi)燃(rán)机(jī)迭(dié)代(dài),推(tuī)动(dòng)商(shāng)用(yòng)车(chē)行(xíng)业(yè)绿(lǜ)色(sè)发(fā)展(zhǎn)迈(mài)向(xiàng)新(xīn)未(wèi)来(lái)。
驾趣智库 原(yuán)创(chuàng)
“行(xíng)业(yè)碳(tàn)中(zhōng)和(hé)不(bù)等于交通零碳排,更不等于内燃机的消亡。”在商用车电动化大行其道的当下,低碳零碳技术正成为内燃机行业“老树发新芽”的又一重要方向。
日前,在中汽数据主办的新能源内燃机联盟主题会议上,有业内专家表示,商用车存量市场传统油车减污减排的紧迫性与新能源全面置换周期相对漫长的现实矛盾,决定了低碳零碳内燃机转型升级仍有广阔的发展前景。
如何看待内燃机的低碳、绿色转型?商用车行业内燃机技术又有哪些应对?请看驾趣智库整理报道。
减污降排“迫在眉睫”
内燃机“降碳不零碳”
商用车新能源全面置换周期漫长,而(ér)存(cún)量(liàng)燃(rán)油(yóu)车(chē)减(jiǎn)排(pái)优(yōu)化(huà)具(jù)有(yǒu)较(jiào)强(qiáng)紧(jǐn)迫(pò)性(xìng)。两(liǎng)者(zhě)间(jiān)的(de)现(xiàn)实(shí)矛(máo)盾(dùn),意(yì)味(wèi)着(zhe)推(tuī)动(dòng)内(nèi)燃(rán)机(jī)朝(cháo)向(xiàng)低(dī)碳(tàn)零(líng)碳(tàn)方(fāng)向(xiàng)发(fā)展(zhǎn)依(yī)旧(jiù)是(shì)未(wèi)来(lái)的(de)重(zhòng)要(yào)方(fāng)向(xiàng)。
数(shù)据(jù)显(xiǎn)示(shì),我(wǒ)国(guó)商(shāng)用(yòng)车(chē)保(bǎo)有(yǒu)量(liàng)占(zhàn)汽(qì)车(chē)保(bǎo)有(yǒu)量(liàng)仅(jǐn)12%,但(dàn)Nx排(pái)放(fàng)占(zhàn)比(bǐ)超(chāo)过(guò)91%,碳(tàn)排(pái)放(fàng)贡(gòng)献(xiàn)度(dù)超(chāo)50%。随(suí)着(zhe)四(sì)阶(jiē)段(duàn)油(yóu)耗(hào)法(fǎ)规(guī)今(jīn)年(nián)7月(yuè)1日(rì)起(qǐ)实(shí)施(shī),重型车油耗相较三阶段将平均下降约13%左右。
业内有专家表示,纯柴油机路线在满足未来法规的需求上面临较大挑战,另外,纯电路线存在电池续航、成本等技术壁垒,难以扛起所有应用场景下的动力需求。据中汽数据显示,当前商用车存量市场中传统油车占比超九成,且3-6年份的低车龄车辆较为集中;当前发展迅猛的纯电动新能源商用车占比不足5%。
“基于每年的碳汇,内燃机可在目前二氧化碳排放基础上降低约60%,即可实现碳中和。”换句话说,实现我国2030碳中和目标并不意味着交通行业要“100%零碳化”。并且随着内燃机转(zhuǎn)型(xíng)升(shēng)级发展,仍将在商用车低碳化领域发挥重要作用。
当前,内燃机产业至今仍是热效率最高、功率密度最高、成本最低的机械动力源。截止到2021年,中国内燃机相关从业人员近达40万人,总销量8200万台,总功率突破28亿千瓦,是我国国民经济和国防建设的重要战略性产业。
因此,未来以热效率提升、混动技术、气体机为代表的低碳内燃机技术,是实现碳达峰的重要技术路线。而发展高效气体机、E-fuel燃料内燃机、氢内燃机,则是实现碳中和的重要方向。
低碳内燃机仍大有可为
未来整车降碳是重点
一方面,传统内燃机技术水平的不断提升,推动内燃机产品往热效率更高、排放更低的方向升级。另一方面,以气体机及混合动力系统为代表的内燃机技术,可以较燃油机减碳17%左右,能有效满足2030碳达峰需求。
潍柴作为商用车动力赛道的先行者与领军者,在柴油机高效化领域,2024潍柴发布了全球首台热效率突破53.09%的商业化产品。在气体机领域,潍柴通过高压直喷、稀燃等先进技术不断提升燃烧效率。
以WP15NG-4.0为例,该产品功率高达630马力,峰值扭矩2800N·m,搭配强滚流进气组织技术、高湍能快速燃烧技术、防失火先进点火技术等专项技术,具备气耗低、可靠性高等特点,成为万千重卡客户的创富优选。
而在混动内燃机技术方面,潍柴在内燃机本体专用开发的基础上,结合智能化,实现了混动专用功能和策略的开发,并不断推动混合动力与新能源内燃机的协同融合。
目前,潍柴混动机型全面布局重轻卡、客车、矿卡以及装载机等全系产品,功率覆盖65-465kW。以潍柴WP12T P2混动构型为例,该款产品最大功率465kW,较柴油机节油21%,具有极强的经济性和动力性优势。
目前来看,国七不同技术路线对二氧化碳排放会带来不同程度的增加。若同时考虑四阶段油耗限制,国七TCO会有较大压力。未来在考虑内燃机台架本身进一步减排之外,整车层面的降污减排也应成为政策考虑的重点范畴。
而潍柴动力凭借卓越的性能与服务能力,通过与国内主流(liú)的(de)整(zhěng)车(chē)企(qǐ)业建立合作研发等机制,不断推动从台架降碳到整车降碳,引领商用车绿色发展迈向更广阔的未来。
新能源内燃机迭代加速
绿色燃料是未来方向
在新能源内燃机方面,潍柴积极布局氢、甲醇等绿色燃料内燃料的创新发展。
我国天然气和非化石能源比例偏低,但甲醇资源丰富。数据显示,2023年我国甲醇产能1.1亿吨,占全球总产能的67%;且甲醇价格稳定,非常利于市场推广。2023年,我国剩余甲醇产能2712万吨,可供约34.2万辆重卡运行。而在甲醇内燃机领域,目前潍柴甲醇内燃机产品已经面向多厂家批量销售。
潍柴甲醇内燃机具有高可靠性、高热效率、高通用化率等优势。整机通过4000h台架耐久、10000h实际道路耐久考核,整车醇耗优于行业水平7%,且换油周期较行业水平高(gāo)66%。此(cǐ)外(wài),潍(wéi)柴内燃机零部件(jiàn)通(tōng)用(yòng)化(huà)率超过93%,维保便利。目前,潍柴甲醇内燃机已经配套在牵引车、宽体自卸、船舶等场景。
而氢作为可再生、易获取、零碳排的燃料,更是得到了业内的高度看好。据介绍,我国氢气年产量330万吨,世界第一。2060年有望增至1.3亿吨,且绿氢比重逐渐增加。
2024年在汉诺威车展,潍柴发布了新一代15L氢内燃机及整车产品。在2023年,潍柴氢内燃机整车顺利完成-40℃启动试验,并完成了多项寒区验证试验。
从目前来看,燃料电池的优先推广为氢内燃机发展准备了良好的基础设施建(jiàn)设(shè)条(tiáo)件(jiàn)。氢(qīng)内(nèi)燃(rán)料(liào)距离产品化落地还有一步之遥。据了解,在2024年汉诺威车展上,现场各(gè)厂家展出的8款氢内燃机中有5款为首次展出。康明斯、MAN、佩卡、福特、道依茨、菲亚特等均有量产计划。
内燃机技术改造不仅适配多元场景,还可以盘活存量资产,并且更容易实现,仍是商用车行业减污减排的核心补充路径。
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