氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)趟出內(nèi)燃機(jī)減排“新路子”

當(dāng)前，我國(guó)明確提出“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。交通與工業(yè)、建筑并列為兌現(xiàn)此目標(biāo)的三大主力部門。

作為主流動(dòng)力機(jī)械與石油消耗的最大主體，內(nèi)燃機(jī)被視為交通領(lǐng)域最具節(jié)能減排潛力的產(chǎn)品。記者注意到，內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)已突破了僅用傳統(tǒng)化石燃料的局限，并正積極探索創(chuàng)新使用氫能作為燃料，為節(jié)能減排拓展新的技術(shù)途徑。就在前不久，一種創(chuàng)新型內(nèi)燃機(jī)清潔能源應(yīng)用技術(shù)--氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，在北京通過了專家論證。

論證會(huì)上，專家一致認(rèn)為，氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的提出和研制，對(duì)于加快推進(jìn)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)節(jié)能減排具有重要意義。

打開內(nèi)燃機(jī)清潔能源利用新窗口

有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2030年，大約70%的新乘用車仍將采用內(nèi)燃機(jī)，其中30%為純內(nèi)燃機(jī)車輛，40%為混合動(dòng)力車。這意味著，當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)對(duì)于推動(dòng)交通領(lǐng)域碳減排重任在肩，亟待尋求多措并舉解決之道。

“內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能減排對(duì)于推進(jìn)我國(guó)綠色能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。”據(jù)中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)魏安力介紹，我國(guó)每降低1克燃油消耗，就能減少3.15克二氧化碳排放。而氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)恰是拓展內(nèi)燃機(jī)燃料多元化應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)清潔能源利用的新路徑。

所謂氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，即用氫氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料作為內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。

記者了解到，氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功率重量比大，工作平穩(wěn)。與燃料電池相比，對(duì)氫氣純度要求不高，適用范圍更寬。

“氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)全轉(zhuǎn)速范圍的高效進(jìn)氣和高功率輸出、可靠點(diǎn)火及快速燃燒，實(shí)現(xiàn)燃料分層、消除燃燒室尾端的未燃區(qū)，使燃料更完全燃燒，最終提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率?！蓖ㄟ|氫驅(qū)動(dòng)力科技研究院院長(zhǎng)紀(jì)常偉介紹。

技術(shù)獲突破，進(jìn)入樣機(jī)試制期

據(jù)介紹，目前，我國(guó)已有兩家氫能發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)企業(yè)，分別位于深圳與內(nèi)蒙古，其中通遼氫驅(qū)動(dòng)力科技有限公司已進(jìn)入氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)試制階段。

但這并不是氫能在內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的首次應(yīng)用。記者了解到，早在上個(gè)世紀(jì)中葉，德國(guó)BMW公司和美國(guó)福特汽車公司就開展了氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)工作，但由于控制技術(shù)、控制手段以及控制方向和氫的燃燒速率過快難題都難以得到突破，加之氫能輸配送體系建設(shè)、儲(chǔ)備仍存短板，導(dǎo)致氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)工作一直處在實(shí)驗(yàn)室階段。

從近期國(guó)內(nèi)研發(fā)進(jìn)展看，現(xiàn)如今的氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在控制技術(shù)、控制手段和控制方向均取得了全新突破。

與會(huì)專家認(rèn)為，隨著氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的日漸成熟，未來，氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)應(yīng)用也將邁上新臺(tái)階。

多場(chǎng)景應(yīng)用潛力凸顯

中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)葉盛基在會(huì)上指出，氫能利用是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要課題，氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)符合國(guó)家能源戰(zhàn)略方向，將為內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用開拓全新、可行視角和路徑。

魏安力表示，氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)可使現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)工業(yè)社會(huì)資源得到充分利用，延長(zhǎng)生產(chǎn)裝備生命期;其能夠有效控制內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品排放，拓展產(chǎn)品應(yīng)用范圍;有效減少商品燃油的消耗，降低石油能源對(duì)外依存度，對(duì)保障我國(guó)能源安全具有重要作用。

提及氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)近期工作重心，天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授姚春德認(rèn)為，需要持續(xù)加大研發(fā)投入，繼續(xù)開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，如進(jìn)一步提升燃燒效率、密封性能等，為氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用打好扎實(shí)基礎(chǔ)。

多位與會(huì)專家均認(rèn)為，未來，隨著氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在應(yīng)用領(lǐng)域、使用場(chǎng)景方面、試點(diǎn)項(xiàng)目與商業(yè)模式進(jìn)一步獲得突破，氫能轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在航空航天、船舶、特種裝備和汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力會(huì)進(jìn)一步凸顯。