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汽车大观 | 康明斯:实现零碳目标,内燃机不会死掉!
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笙歌醉梦
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时间: 2024-4-22 09:27:28
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发表于 2024-4-22 09:27:28
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作者|聂一尧
出品|汽车大观
全球减碳这一目标,作为时代进程的一股澎湃浪涛,正加速向前。与此同时,超过百年历史的发动机巨头康明斯,也在以其“独特”方式,加速驶向零碳未来。
6月28日,康明斯在其东亚研发中心新基地举行首届技术开放日活动,一并发布了定制化2.0高效内燃机技术双平台,和氢内燃机正式点火。
这是一个很有意思的画面,一方面,康明斯继续加码传统内燃机的技术和产品研发;一方面,康明斯也在积极布局代表传统内燃机零碳技术突破的氢内燃机平台。
加上已经在混动、氢燃料电池方面做出的布局,康明斯在传统能源和新能源上表现出的抓手,可谓多条路线。
用康明斯的话说,“零碳是我们的目标,但在我们看得见的未来,内燃机不会死掉,康明斯会是最后一个提供内燃机产品的公司”。
就是这样一家对传统能源和新能源,都执拗地“既要”、“又要”的发动机公司,将如何实现其零碳目标呢?
为何不能放弃传统内燃机?
无论是全球减碳目标,还是我们国家的“30/60双碳”战略,社会上充斥着太多新能源要完全取代传统内燃机的声音。
但作为一家以商用车、船舶、工程机械等中重型发动机制造为主的企业,康明斯不同意上述观点。
康明斯中国发动机事业部市场与销售总经理马骥认为,发展了一百多年的传统内燃机,有其适用性极广的优势。尤其在柴油机领域,从应用场景的多样性来看,对动力性要求大、基础设施不完善的偏远地区,还有很多非道路、紧急发电机组等应用环境,柴油机有很强的技术优势。
目前来看,以中重卡举例,无论是换电重卡还是氢燃料电池示范运营项目,目前大多在固定的应用场景使用,比如市政工程、港口、电厂、钢厂等。
数据显示,今年1-5月,国内中重卡新能源渗透率约在4%。康明斯预计,2023年全年,国内中重卡新能源渗透率将会在4-5%之间;到2025年大约为6.3%;到2030年,国内中重卡的新能源渗透率预计在15%以内。
而制约中重卡新能源化率的因素是复杂的,除了应用场景的多样性导致的需求多样化,电池的重量、充电设施的完善,以及氢能涉及的绿氢的制、储、运技术的成熟,都需要一个过程。
在这个过程中,谁都很难预判最后是一定是哪条技术路线取代别的技术路线。究竟是哪条技术路线胜出,最终取决于整个市场不断演变,以及谁能满足终端用户的需求。
“这就是为什么说在我们看得见的未来,传统内燃机一定不会被新能源取代。从我国新能源发展趋势来看,将来也会是多种技术路线并存,不会说一条技术路线,就把其他所有技术路线都干死”,马骥说。
如何给柴油机减碳?
内燃机要不要扔先放一边,一个不可忽视的现实是,截止到目前,我国商用车占机动车总保有量比例虽然仅为10%左右,但碳排放占比却超50%,氮氧化物和颗粒物排放占比80%以上。
显然,商用车这个碳排放大户的帽子摘不掉,汽车碳减排的目标也就难以实现。因此,商用车新能源化正在成为行业和社会大力推进的方向。
既然康明斯明确了柴油机作为其发展基石,不可能会被抛弃,而且恰恰相反,康明斯在今年不断秀出技术“肌肉”,频繁推出柴油机新产品,说明康明斯必然在柴油机碳减排上,已经拿出了一套合适的方案。
这套方案就是定制化2.0高效内燃机技术双平台,而其实现碳减排的秘诀,就是提高燃油经济性。
“实现零碳需要创新,而创新需要贴近市场和客户,需要融合。定制化2.0高效内燃机技术双平台是与主机厂和客户携手,共同构建深度融合的产业链创新生态圈”,康明斯副总裁、中国区发动机事业部总经理汪开军说。
过去近50年,康明斯从最初单一的产品引进,到技术输出;从合资建厂,到联合研发,不断升级技术,推出适用于本土化和不同应用场景的产品,可以说康明斯成功实现了1.0技术时代的目标。
但在全球减碳呼声高涨的当下,商用车行业面临减碳压力,市场也越发细分,对于主机厂车型开发的需求也越发细分。
提高燃油经济性,成为康明斯不仅是降低柴油机碳排放的重要方式,也是康明斯为主机厂带来更好的动力解决方案,提高主机厂竞争优势,满足用户需求的最好抓手。
以其新推出的高效12L/13L发动机为例,官方数据显示,该发动机拥有更宽广功率(440-620PS),更大低速扭矩(2800 @ 900rpm),低怠速模式下噪音74dBa,较上一代产品节油8-10%。
如果是搭载康明斯集成了美驰车桥、伊顿变速箱等领先零部件的一体化动力链多元化配置,用康明斯副总裁、康明斯中国首席技术官赛俊峰(Stephen Saxby)的话说:“还能使燃油经济性提升7-8%。”
康明斯定制化2.0高效内燃机技术,不仅仅是体现其通过对发动机硬件的技术改进,来提升燃油经济性,更是体现在从一体化动力链到整车的集成优化,最终进一步提升车辆的燃油经济性。
而车辆燃油经济性的提升,一方面反映到用户得到的好处是:车辆使用成本的节省(柴油机每减少1%的燃油消耗,就能帮用户节省3000元的使用成本);一方面也反映到碳减排的优势:越少的燃油消耗,即意味着越少的碳排放量。
“目前,我们发布的内燃机是满足燃油四阶段的产品,康明斯还在继续投入满足燃油五阶段,甚至是满足未来欧七、国七排放标准的产品,我们会加大力度不断推出油耗更低、效率更高的产品”,康明斯东亚研发中心总经理刘志礼说。
看好氢内燃机的未来
毋庸置疑,全球减碳目标的驱动力是巨大的,在传统内燃机领域深耕一百多年的康明斯,面对汹涌的新能源化浪潮,同样表现出了开放包容和向新发展的一面。
事实上,康明斯的产品矩阵和技术储备,不仅仅包含柴油和天然气发动机,也囊括电动和混合动力平台、氢能动力相关技术,包括滤清系统、排放处理系统、涡轮增压器、燃油系统、控制系统、空气处理系统、自动变速箱、电力系统、电池、电气化动力系统、氢能制造、储运和燃料电池产品。
但在新能源技术领域,康明斯明显更倾向于氢内燃机。康明斯此番不仅隆重举行了全新一代15H氢内燃机点火仪式,邀请到中国汽车工业协会副秘书长李邵华,以及来自中通、圆通、韵达等物流行业的客户代表参加。
康明斯还规划了15L、10L和6.7L三个排量的氢内燃机,并计划通过全球协作、本地开发、定制设计、一体优化,来实现康明斯氢内燃机的竞争优势。
比如,采用直喷、稀薄燃烧可实现44%的热效率(BTE)以及22Bar的平均有效压力(BMEP),且实现零碳排放。
刘志礼直言,康明斯氢内燃机技术明显领先。康明斯是全球第一家做直喷技术的企业,在防止氢气泄漏方面的关键核心技术,也处于行业领先水平。同时,康明斯东亚研发中心新基地的氢动力大楼,是国内第一个满足国内与国际安全标准的氢内燃机实验室,行业供应商均以康明斯为标杆,纷纷来参观学习。
赛俊峰说:“现阶段氢内燃机的初始成本,肯定高于柴油和天然气内燃机,但是比较来看,氢内燃机会比氢燃料电池更快追平初始成本。”
对于康明斯来说,初始成本只是因素之一,影响其技术发展优先级的因素,还包含供应链、服务能力、基础设施、加氢设备,以及康明斯与主机厂的集成。作为康明斯相互补充的两大技术,氢内燃机可能比氢燃料电池更快速地推向市场。
赛俊峰还强调:“发动机本身不应该成为碳排放考量的关键,烧什么燃料才是关键。”
为了应对气候挑战,康明斯制定了“PLANET 2050”公司战略。针对产品减碳,康明斯推出了‘Destination Zero’零碳目标,以期通过创新的能源来源方案、多元动力解决方案,减少产品全生命周期的排放,迈向零碳。同时也明确了将分阶段实施、实现目标。
“在2030年前,康明斯将在专注于传统内燃机业务的同时,开拓新能源业务。而氢内燃机作为同时使用新能源和传统内燃机技术的动力解决方案,是零碳方案的关键一环”,赛俊峰说。
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