內(nèi)燃機(jī)如何實(shí)現(xiàn)“碳中和”

 

“內(nèi)燃機(jī)短期內(nèi)消亡是不現(xiàn)實(shí)的。”中國工程院院士、清華大學(xué)教授李駿曾長期主持中國一汽技術(shù)中心產(chǎn)品自主研發(fā)與科技創(chuàng)新工作。他給內(nèi)燃機(jī)的生存指了一條出路——用efuel（電制合成燃料）替代化石燃料。

 

據(jù)介紹，efuel是將水電解生成氫氣和二氧化碳，然后通過催化反應(yīng)合成的一種液體碳?xì)滏溔剂?。efuel生產(chǎn)過程中直接捕捉空氣中的二氧化碳，在efuel使用過程中再釋放碳。由于碳是從大氣中捕捉、最終重新釋放到大氣的，碳的凈增量為零，因此efuel也被稱為　“碳中性燃料”。

 

李駿介紹，目前全球4種最主要的efuel分別是綠電、綠氫、綠氨、綠醇。談及選擇哪種efuel開發(fā)內(nèi)燃機(jī)更佳時，他表示要從5個維度考慮：第一，必須是零碳燃料；第二，必須用可再生燃料；第三，必須是安全的燃料；第四，成本要低；第五，體積能量密度高。

 

近年來，中國工程院院士、上海交通大學(xué)講席教授黃震帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展與efuel相關(guān)的研究工作。他介紹，團(tuán)隊(duì)目前在做的一件事就是用綠電產(chǎn)生合成柴油。這樣做的好處是不需要單獨(dú)研制發(fā)動機(jī)，可改造現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)直接用于柴油車或者船舶。

 

關(guān)于綠電燃料的成本問題，黃震說，從目前來看，綠氨的制備成本最有競爭力，但制備成本除了要看內(nèi)部價格外，還需要看外部價格。未來化石燃料可能需要增加碳稅，成本會提高。相比之下，綠電更有競爭優(yōu)勢。

 

“純電動力適用于小功率、短距離應(yīng)用場景，目前仍面臨電池材料資源短缺、成本價格高、運(yùn)行安全有潛在問題等挑戰(zhàn)；內(nèi)燃動力適合中大功率、長距離應(yīng)用場景，但需要‘擁抱’混合動力及碳中和材料，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。”清華大學(xué)航空發(fā)動機(jī)研究院副院長帥石金指出，內(nèi)燃動力實(shí)現(xiàn)碳中和的路徑有多種，比如乙醇生物質(zhì)內(nèi)燃機(jī)、氫內(nèi)燃機(jī)、氨氫融合內(nèi)燃機(jī)、甲醇內(nèi)燃機(jī)、efuel內(nèi)燃機(jī)等，可以依據(jù)交通使用場景以及碳中和階段性目標(biāo)進(jìn)行選擇。

 

李樹生總結(jié)時指出，未來內(nèi)燃機(jī)發(fā)展有3點(diǎn)共識。第一，在許多應(yīng)用場景中，內(nèi)燃機(jī)動力將長期存在，且依然是主動力；第二，從目前來看，提升動力系統(tǒng)效率是減碳、控碳的有效途徑；第三，針對不同燃料，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)仍有許多瓶頸需要突破。（沈春蕾）