齊魯壹點·齊魯晚報記者蔡宇丹
為什麼説實現“雙碳”目標是一場全球範圍內的廣泛而深刻的社會系統性變革?
2021年穀雨時節,在濟南舉行的第二屆世界內燃機大會上,你能真切地感受到這點。
22日大會開幕當天,以中國內燃機學會、濰柴集團、中國船舶集團有限公司七一一所、清華大學、東風、中石化、中石油等20家發動機產業鏈核心單位組成強強聯合體,成立中國發動機碳中和創新聯盟,吹響了“決戰‘雙碳’”的號角。
內燃機作為第二次工業革命中最具有核心價值、最有代表性的發明創造,因為環保重壓和新能源的飛速發展,陷入行業焦慮:內燃機的生命力還有多久,內燃機前景在哪裏?
但正如全國政協副主席、中國科學技術協會主席萬鋼在開幕式上的視頻講話中所説,今天,在動力系統電動化、工業生產智能化,經濟發展低碳化的大趨勢下,傳統內燃機的產業面臨着前所未有的挑戰,也藴藏着轉型發展的機遇。
抓住倒逼的機遇!這是我們在第二屆世界內燃機大會上感受到的來自行業最強烈信號。
過去40年,得益於發動機燃燒和後處理技術的快速發展,發動機排放出的尾氣的危害性已經降低到可以忽略的水平,現在通過先進的後處理技術,可以使發動機排廢氣甚至比發動機進氣口周圍空氣都清潔。
中國工程院院士、上海交大副校長黃震在演講中講的這個“負排放汽車”的故事,讓我們看到一個歷經145年發展歷程的行業,是如何被技術驅動,一點點發展到現在。
正在進行中的上海國際車展,新勢力異常兇猛,但內燃機和新能源的這場遭遇戰,上演的絕不是諾基亞和蘋果的故事。
黃震在演講中給出這樣一組數據,我國是內燃機大國,內燃機保有量超過5億台,2019年,我國內燃機產量達7600多萬台。內燃機單功率從不到1kW到8萬kW。龐大的產能和體量,説明了它的不可替代性。
中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長張進華説,去年中國汽車工程學會組織了千餘名國內外專家進行研究,於2020年底發佈的2.0版節能與新能源汽車路線圖認為——
一、汽車能源系統電動化轉型是一個漸進化過程,相當長時間內,內燃機是汽車的主體,是汽車產業節能減排降碳主要貢獻者。2030年我國汽車產銷的35%以上仍是以內燃機為主體的動力。
二、系統高效化、混合動力化、燃料低碳化,這是內燃機推進創新的重要方向。2030年混合動力將是內燃機的主要形式,基於內燃機的乘用車平均能耗低於自身每百公里,新型的低碳甚至零碳燃料,陽光石油比例將逐步提高。
這樣一個論斷已經在正在舉行的上海國際車展上得到印證:高效內燃機,不同形式的混合動力發動機,零碳、低碳燃料發動機,不同的技術和產品爭相亮相。
2.不是成為佔據頭條的“技術明星”,而是成為廣泛使用的基礎技術工具
在整個行業在通往減碳的各種技術路徑的探索中,藴藏了無數創新的種子,各種新技術、新材料、新工藝正在快速與產業融合,開創一個新大陸。
齊魯晚報·齊魯壹點記者注意到,在第二屆世界內燃機大會現場展示的參會者提交的論文中,機器視覺這項人工智能技術大量地應用在各個場景中;3D打印技術在高速柴油機複雜鑄件研發中進行應用,而數字孿生這項酷炫的“技術明星”,已經成為內燃機行業最基礎的技術工具之一,被快速地、廣泛地應用到各個場景中:不管是進行仿真設計,還是通過數字孿生系統進行故障診斷,對柴油機機體強度進行仿真評估……在極度追求安全性與穩定性的汽車行業,仿真技術從一項只有“超級亮點”的概念,要成長為一個“沒有缺點”的基礎性技術工具,需要在各種場景中大量地應用和驗證,不斷地進行優化提升,這就是創新的內涵,這也是內燃機這個基礎性工業的巨大價值。
從這場大會中,你能感受到製造廠商、零部件廠商、汽車廠商、學術界為了應對“雙碳”挑戰做出的各種努力與思考。大會這幾天,幾大車企在分論壇上又講了什麼——
吉利集團動力研究院院長王瑞平談的是動力總成電氣化轉型的思考;上汽集團技術中心副總工程師平銀生談如何直面挑戰,研究乘用車高效內燃機技術;東風汽車集團副總工程師蔣學鋒談的是商用車柴油機新技術發展趨勢;比亞迪陸國祥部長談的是DM-i混合動力專用發動機的技術研發。
這種主動擁抱變革的態度,將極大提升整個行業的技術能力和創新能力。
全國政協副主席、中國科學技術協會主席萬鋼説,今後一段時間,氫能和燃料電池發動機將是發展的重要方向,要深入研究燃料電池發動機與傳統內燃機在原理、結構、工程和技術等方面的差異性和相似性,結合燃料電池發動機的需求,對內燃機共軌噴射、進氣增壓等成熟技術進行再研發、再應用,提高燃料電池發動機的研發質量和產業應用水平。
3. 基礎研發沒有彎道超車!互聯網巨頭要造車,內燃機行業在研究怎麼擰緊一顆螺絲釘
內燃機行業推動技術進步的能力,已經在過去得到無數次驗證。只是這一次,記者作為外人行,第一次近距離走進世界內燃機大會這個代表行業最高水平的頂級盛會,才真切感受到這個行業的底藴與積澱,對這個行業產生由衷的敬畏之心。
柴油機由數千個零件組成,熱效率的提升是一項龐大的系統工程。目前,乘用車汽油機產品有效的熱效率,已經由20年前的30%左右提高到當前的40%-42%,正在向45%到50%的效率邁進,重型內燃機的熱效率上,2020年9月,濰柴發佈了全球首款突破50%熱效率的商業化柴油機。
僅這款柴油發動機,就開創協同燃燒技術、協調設計技術、排氣能量分配技術、分區潤滑技術、智能控制五大專有技術。而濰柴從10年前就開始佈局這款柴油發動機的研發。
工業的底色是什麼?譚旭光在大會做《內燃機可靠性技術》報告時,我們聽到的不是“顛覆”,而是埋頭於每個0.1%技術提升,在一點點累計疊加後的艱難推進。我們所追求的駕乘體驗的絕對安全性,其中之一就建立在零部件可靠性技術之上的,這就包括提升零部件的緊固密封技術,用大白話講,就是研究如何將擁有上千個零部件的內燃機各零部件緊密連接成為一個整體,就要在擰緊方法設計、螺栓分佈設計、高強化螺栓、防松設計等技術上攻關。
在上海車展上,自動駕駛“井噴”,一夜間小米造車華為造車滴滴也要造車了,佔據媒體頭條的是互聯網巨頭、科技巨頭要掌握汽車未來話語權的喧囂。
在濟南,內燃機領域中國最頂級的科學家聚在這裏,內燃機行業還在埋頭研究怎麼去擰緊一個螺絲這樣最底層最基礎的技術,中國基礎工業還在一步一個腳印去攻克這些卡脖子問題。
這些基礎領域的研發沒有彎道超車,只有在不斷的實驗中積累大量數據,不斷地進行優化改進,以每個0.1%的累加艱難推進,才有可能獲得歷史性突破。
這些基礎性研究和突破耗資巨大,譚旭光在報告中透露,依託濰柴建立的內燃機可靠性國家重點實驗室,迄今已經投入80億元,未來還將投入20億元。
6.工業強市,從哪裏出發?
內燃機行業作為重要基礎產業和全球製造業鏈條中極為關鍵的一環,提高內燃機減碳做的各種技術探索,涉及行業之廣、帶動產業發展之深,也深刻地影響了地方經濟的發展。
內燃機“減碳”的路徑之一,就是從燃料上進行突破。本次大會專門對甲醇燃料做了分會場討論,吉利動力總成研究院的沈源做了關於乘用車在電制甲醇這種綠色燃料上的應用。
齊魯晚報·齊魯壹點記者在採訪中瞭解到,一些以傳統煤炭產業為支柱的城市,在轉型煤化工時,探索的路徑之一就是轉產新能源,比如棗莊在“工業強市、產業興市”號召中規劃了煤化工千億產業鏈,就在探索生產甲醇。而甲醇燃料在汽車領域的應用趨於成熟,也為地方轉型發展煤化工提供了“新動能”。
這次大會的召開地濟南,同樣提出“工業強市”的口號。第二屆世界內燃機大會在濟南召開,從一個側面代表了濟南的行業咖位。濟南市副市長孫斌在大會開幕式時透露了這樣一組數據:2020年濟南市大數據與新時代信息技術,智能製造與高端裝備產業規模達到4000億級;濟南內燃機行業年營業收入達到160億元,中國重汽集團重卡銷售27.8萬輛,同比增長了64.3%;中國石油濟柴動力已經成為世界石油主流鑽井動力製造商;中國科學院工程熱物理所、濟南先進動力研究所於去年落户濟南新舊動能轉換先行區,未來將建成國內一流的航空航天動力研發中心和實驗基地。
山東省副省長凌文在大會開幕式上透露,去年,山東的裝備製造業主營業務收入達到2.1萬億元,佔到全省經濟將近25%。
內燃機涉及汽車、船舶、電力、工程等多個領域,新一代內燃機技術是先進燃燒技術、智能控制技術和電氣化技術的結合,以濰柴、中國重汽為代表的山東高端裝備製造在動力系統的這些基礎研發,帶動供應商製造能力跨越到一個新水平,形成更強的市場輻射力;更會拉動濟南市和山東省在產業鏈上的擴張,在新材料等新興節點上分享產業紅利。
在這種倒逼式改革中,一個工業體系的全面升級正在以倒計時的方式加速到來。在劇烈的時代變革中,誰才是成功的企業?不是傳統企業,也不是造車新勢力,而是那些以最積極的態度去擁抱新技術、新業態、新平台的創新型企業。
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