低碳时代来临 发动机车企应加快升级
面对2020年减排二氧化碳40%-45%的巨大压力,中国发动机企业的发展路线成了业界最为关心的问题。12月23日,在中国汽车报社和中国能源报社共同主办的“中国发动机自主创新高峰论坛”上,各位专家各抒己见,发动机行业的低碳发展之路越发明朗。
会上,中国汽车报社社长兼中国能源报总编辑李庆文、中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长付于武、一汽集团公司副总经理董春波、一汽集团公司副总工程师、技术中心主任李骏、中国内燃机工业协会常务副理事长兼秘书长邢敏、一汽解放无锡柴油机厂厂长钱恒荣、汽车安全与节能国家重点实验室副主任、清华大学汽车工程系副主任宋健发表主题演讲。
发动机行业面临低碳难题
哥本哈根气候大会结束了,然而很多人仍在回味温家宝总理的精彩发言,“ 1990年至2005年,单位国内生产总值二氧化碳排放强度下降46%。在此基础上,我们又提出,到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。……我们言必信、行必果,无论本次会议达成什么成果,都将坚定不移地为实现、甚至为超过这个目标而努力。”温家宝总理的这番言语既展示了负责任的大国态度,也令国内诸多行业特别是发动机行业感到了持续发展的压力。
汽车安全与节能国家重点实验室副主任、清华大学汽车工程系副主任宋健说:“虽然国内汽车二氧化碳排放量占二氧化碳排放总量的比例不高,大约只有5%左右,但是中国汽车保有量迅猛提高,汽车二氧化碳所占比例急剧增加,汽车行业特别是发动机行业必须为落实国家减排目标而努力。”
一汽锡柴厂长钱恒荣担忧地说:“气候变化的速度和影响比预计严重,我认为负责任的企业都应积极实践低碳经济,并把它当成企业的发展目标。”
记者了解到,2008年大气中二氧化碳含量达到385.2ppm,创历史新高,比1850增加38%。二氧化碳含量增加已使全球气候变暖,导致部分国家特别是非洲地区供水困难,也导致海平面上升,多个岛国面积减少。很多机构预计,按照这种发展速度,
中国内燃机工业协会常务副理事长兼秘书长邢敏指出,煤和石油的燃烧是二氧化碳的主要来源,汽车是石油消费的主体,也是温室气体的主要来源。与欧洲、日本等发达国家相比,我国车用发动机油耗高出10-15个百分点,二氧化碳减排仍有较大的空间。
据了解,2005年7月1日实施的《乘用车燃油消耗率限值》规定,2009年以后的新车油耗比2004年减少15%,相当于每公里排放160-170g二氧化碳。而欧州的每公里二氧化碳排放水平仅为140g。
我国2020年实现40%-45%的二氧化碳减排目标,对中国发动机企业提出了严格的要求。钱恒荣说:“ 2009年,我国大约生产汽车1340万辆,保有量约为7180万辆,预计2020年保有量超过1亿辆。如果实现40%-45%的减排承诺,那么汽车燃油经济性需要提高20%以上。”
发动机低碳时代的应对策略
“在10年左右的时间,提高20%的汽车燃油经济性,这对汽车行业特别是发动机行业提出了非常高的技术要求。”中国汽车报社社长兼中国能源报总编辑李庆文说。
通过钱恒荣的详细介绍,记者了解到实现我国汽车减碳目标有多个可行途径。首先,加快传统发动机技术升级,比如采用增压或增压中冷技术,提高柴油机燃烧效率;采用高效燃油喷射系统,改进燃烧过程;进一步优化燃烧系统,改进发动机经济性。相关资料显示,通过发动机多项改进措施,可提高8%-14%的燃油经济性。
宋健说:“发动机企业特别是国内柴油机企业一定要掌握增压技术,这可以明显增加发动机效率。在增压系统与整车匹配良好的情况下,整车可以节油约10%。此外,提高发动机传动效率的做法也非常有效。”
其次,推广柴油发动机和柴电混合动力系统。现在柴油机比常规汽油机节省燃油约30%, 比直喷汽油机节省燃油约25%,柴电混合动力比汽油机节省35-40%,因此我国推广柴油轿车和柴电混合动力轿车意义重大。
很多专家告诉记者,欧洲轿车的二氧化碳排放量处于国际领先水平,主要因为欧洲是以柴油机为主,正在向柴电混合动力的方向发展。在2015年各国汽车燃油经济性指标中,美国、日本只能达到每公里排放二氧化碳155g,而欧洲可达到每公里130g。
第三,研发替代能源的专用发动机。世界多个国家都在探索以替代能源作为发动机的燃料,比如,中国对CNG、LPG、甲醇燃料等进行了一定范围的推广,巴西和美国对E85(85%的乙醇和15%的汽油混合作为燃料)情有独钟,德国和瑞典投入较多的精力研发生物柴油和生物汽油。
我国很多整车和发动机企业都在研究替代能源,由于替代能源属于低碳能源,在保持发动机功率的情况下,可以减少20%-30%的二氧化碳排放。钱恒荣强调说:“替代燃料是柴油机持续发展的一条重要途径,一方面某些替代燃料的储量丰富,比如储量巨大的可燃冰可获得天然气;另一方面某些替代燃料与柴油机的兼容性好,产业链比较完整,比如醇类燃料。”
宋健提醒说:“替代能源的节能原理比较明了,但前提是使用专用发动机。目前,我国在专用发动机的研发方面比较滞后,比如广州LPG公交车已经推广多年,至今没有LPG专用发动机。”
第四,研发混合动力发动机。钱恒荣介绍说,混合动力是柴油机可持续发展的另一条重要的途径。微混柴油机的技术风险和投资都比较小,可以节油3%-6%,轻混可以节油10%-15%,中混和重混是未来发展方向,可以节油15%-40%。
传统发动机升级是首要任务
曾经有人悲观地预期,石油资源终会枯竭,发动机企业的寿命不会太长。面对这些不利言语,钱恒荣坚定地说:“发动机行业至少可以发展30年。”中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长付于武说:“未来20-30年,汽车动力还将以发动机特别是柴油机的升级技术为主。”
钱恒荣告诉记者,从全过程、全产业链、全生命周期看,柴油机是至今为止最有效的动力装置。在综合效率方面,传统发动机的综合效率为30%-45%,高于纯电动汽车的25%-30%,也高于燃料电池汽车的20%-25%。
除了传统发动机成熟度高、效率高的优势外,钱恒荣强调说地球上还蕴藏着丰富的石油和其它石化资源,至少还可开采40年,发展柴油机为代表的传统汽车动力系统(包括柴电混合动力系统)依然具有广阔前景。
对此,记者采访了石油行业的专业人士,他透露说:“在近10多年中,世界范围内已开采石油总量占石油探明总量的比例不仅没有降低,反而有所升高。这说明,人类对石油资源的认识还有很大空间,我们要对未来发展有信心。”
到2100年海平面将上升1.4米,全球多个岛国和纽约、上海等沿海城市有被淹没的危险。