氫能轉子發(fā)動機趟出內燃機減排“新路子”

當前，我國明確提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。交通與工業(yè)、建筑并列為兌現(xiàn)此目標的三大主力部門。

作為主流動力機械與石油消耗的最大主體，內燃機被視為交通領域最具節(jié)能減排潛力的產品。記者注意到，內燃機現(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途徑。就在前不久，一種創(chuàng)新型內燃機清潔能源應用技術--氫能轉子發(fā)動機，在北京通過了專家論證。

論證會上，專家一致認為，氫能轉子發(fā)動機技術的提出和研制，對于加快推進內燃機工業(yè)節(jié)能減排具有重要意義。

打開內燃機清潔能源利用新窗口

有機構預測，到2030年，大約70%的新乘用車仍將采用內燃機，其中30%為純內燃機車輛，40%為混合動力車。這意味著，當前及今后相當長時間內，內燃機對于推動交通領域碳減排重任在肩，亟待尋求多措并舉解決之道。

“內燃機的節(jié)能減排對于推進我國綠色能源轉型至關重要。”據(jù)中國內燃機學會副秘書長魏安力介紹，我國每降低1克燃油消耗，就能減少3.15克二氧化碳排放。而氫能轉子發(fā)動機的研發(fā)恰是拓展內燃機燃料多元化應用、實現(xiàn)內燃機清潔能源利用的新路徑。

所謂氫能轉子發(fā)動機，即用氫氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料作為內燃機轉子發(fā)動機的燃料。

記者了解到，氫能轉子發(fā)動機結構簡單、體積小、功率重量比大，工作平穩(wěn)。與燃料電池相比，對氫氣純度要求不高，適用范圍更寬。

“氫能轉子發(fā)動機能夠實現(xiàn)全轉速范圍的高效進氣和高功率輸出、可靠點火及快速燃燒，實現(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，最終提高轉子發(fā)動機的熱效率。”通遼氫驅動力科技研究院院長紀常偉介紹。

技術獲突破，進入樣機試制期

據(jù)介紹，目前，我國已有兩家氫能發(fā)動機研發(fā)企業(yè)，分別位于深圳與內蒙古，其中通遼氫驅動力科技有限公司已進入氫能轉子發(fā)動機樣機試制階段。

但這并不是氫能在內燃機領域的首次應用。記者了解到，早在上個世紀中葉，德國BMW公司和美國福特汽車公司就開展了氫燃料發(fā)動機的研發(fā)工作，但由于控制技術、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、儲備仍存短板，導致氫燃料發(fā)動機工作一直處在實驗室階段。

從近期國內研發(fā)進展看，現(xiàn)如今的氫能轉子發(fā)動機在控制技術、控制手段和控制方向均取得了全新突破。

與會專家認為，隨著氫能產業(yè)發(fā)展的日漸成熟，未來，氫能轉子發(fā)動機的研發(fā)應用也將邁上新臺階。

多場景應用潛力凸顯

中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長葉盛基在會上指出，氫能利用是傳統(tǒng)內燃機行業(yè)轉型升級的重要課題，氫能轉子發(fā)動機符合國家能源戰(zhàn)略方向，將為內燃機領域的應用開拓全新、可行視角和路徑。

魏安力表示，氫能轉子發(fā)動機可使現(xiàn)有內燃機工業(yè)社會資源得到充分利用，延長生產裝備生命期;其能夠有效控制內燃機產品排放，拓展產品應用范圍;有效減少商品燃油的消耗，降低石油能源對外依存度，對保障我國能源安全具有重要作用。

提及氫能轉子發(fā)動機近期工作重心，天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室教授姚春德認為，需要持續(xù)加大研發(fā)投入，繼續(xù)開展關鍵技術攻關，如進一步提升燃燒效率、密封性能等，為氫能轉子發(fā)動機產業(yè)化應用打好扎實基礎。

多位與會專家均認為，未來，隨著氫能轉子發(fā)動機在應用領域、使用場景方面、試點項目與商業(yè)模式進一步獲得突破，氫能轉子發(fā)動機在航空航天、船舶、特種裝備和汽車等領域的應用潛力會進一步凸顯。