濰柴動力：樹立熱效率新標桿，打造氫能產業樣板
點擊： 作者：李明麗 來源：科學中國人微信號 發布時間:2022-07-06 09:47:26
當前，綠色低碳發展的理念已成為全球共識，我國已明確提出“2030碳達峰”“2060碳中和”的戰略目標，為各行業的科技變革吹響了前行的號角。交通運輸領域無疑是實現“雙碳”戰略的重要戰場，綠色出行、智慧交通也因此成為持續獲得公眾關注的焦點話題，熱度居高不下。在綠色交通的變革過程中，內燃機行業一直扮演著舉足輕重的角色。
位于齊魯大地之上的濰柴動力股份有限公司，堪稱內燃機領域的佼佼者。公司多年來致力于突破技術的桎梏，尋找節能且同時有效提升內燃機工作效率的最佳途徑。
2018年3月8日，習近平總書記曾親自對濰柴集團發展作出重要指示，這無疑激起了企業所有員工的動力與信心，濰柴集團上下一心，最終憑借著“心無旁騖攻主業”的工匠精神，再次向國家和人民交出了優秀答卷——于2022年1月8日發布了全球首款本體熱效率51.09%柴油機。
▲全球首款本體熱效率51.09%柴油機
01
挑戰極限再攀動力新高峰
熱效率是衡量內燃機燃油利用效率的標準，熱效率越高，燃油消耗越少，節能減排的效果越顯著。這一技術的進步是一個國家柴油機技術綜合實力的標志，更是自柴油機誕生125年來業內的共同追求。
2020年9月16日，濰柴動力在濟南發布了全球首款本體熱效率50.23%的商業化柴油機，樹立了全球柴油機熱效率的新標桿。時隔短短480天后，即2022年1月8日，濰柴動力再次刷新紀錄，在濟南發布了全球首款本體熱效率51.09%柴油機及重大氫能科技示范成果，進一步提升了我國在全球內燃機行業的話語權。
山東重工集團黨委書記、董事長，濰柴動力董事長，國家燃料電池技術創新中心學術委員會主任譚旭光在發布會上匯報了濰柴動力關于此款柴油機應用的最新科研成果、國家燃料電池技術創新中心和“氫進萬家”科技示范工程運行情況。
隨后，國際權威檢測機構德國TüV南德意志集團將熱效率達到51.09%的認證證書頒發給濰柴，沉甸甸的證書被交接的一刻，也同時象征著我國內燃機行業發展正式邁入新征程。
▲國際權威檢測機構給濰柴動力頒發熱效率達到51.09%的認證證書
這是傳統動力熱效率的又一次重大革命，同時也為“國七”排放標準的實施提供了技術準備。這一技術的應用，將全面推動濰柴動力全系列全領域柴油機處于全球先進水平；對推動我國傳統內燃機行業節能減排、綠色發展具有重大戰略意義；在全球內燃機行業具有重要的技術引領作用。
據測算，與市場現有主流產品（平均46%熱效率柴油機）相比，51%熱效率的柴油機可實現油耗、二氧化碳排放分別降低10%的排放目標，每年可為我國節油1600萬噸，獲得經濟效益約1400億元；且二氧化碳排放量每年也可減少5000萬噸，這一突破無疑是巨大的。
而濰柴集團表示，未來，隨著這一頂尖技術在行業大規模應用，必將帶來更大的經濟效益和社會效益。
此外，值得一提的是，這一成果在發布之初便收獲了業界的廣泛關注。國際汽車工程師學會、美國麻省理工學院、奧地利李斯特內燃機及測試設備公司（AVL）、德國威虎發動機技術有限公司（FEV）、美國西南研究院、德國博世集團、德國緯湃科技，以及中國機械工程學會、中國汽車工程學會、中國內燃機學會、中國內燃機工業協會等，紛紛發來賀信和祝賀視頻。
▲山東重工·山東港口氫燃料重卡示范運營交付儀式
02
“氫”領未來
打造氫能產業齊魯樣板
在推動傳統動力技術突破、低碳升級的同時，濰柴同時將發展新能源產業作為重要戰略方向之一。此次，山東重工集團向山東港口集團交付的首批中國重汽氫燃料重型牽引車，配套濰柴大功率氫燃料電池系統，具有動力強悍、綠色環保、安全可靠、高效全勤等特點。
2021年，濰柴動力牽頭建設全國唯一的國家燃料電池技術創新中心。與此同時，科技部與山東省簽署“氫進萬家”科技示范工程框架協議，依托國家燃料電池技術創新中心，在山東開展氫能多場景示范應用，加快氫能關鍵技術突破和產業發展，打造可推廣、可復制的氫能產業齊魯樣板。
▲濰柴動力在氫能園區、氫能港口、氫能高速等多場景示范應用成果
“氫進萬家”科技示范工程實施以來，在科技部和山東省的大力支持下，國家燃料電池技術創新中心建立了以濰柴動力為核心，企業、高校、科研院所聯合攻關的創新協同體，加快產業鏈技術瓶頸突破和產業化落地，成功開發了15～200kW系列化氫燃料電池系統。
其中，200kW燃料電池系統在2021年10月參加了國家“十三五”科技創新成就展；首次開展了極寒環境下的燃料電池車隊環境適應性試驗，在-34℃的氣溫條件下一次便啟動成功，成為行業內首家實現產品壽命3萬小時的科技公司，引領了我國燃料電池產業化的進程。
▲濰柴動力200kW氫燃料電池發動機
此外，濰柴集團基于高可靠性的燃料電池產品，開展了多場景應用示范工作。在氫能園區方面，集團推動了國內首款大功率集裝箱式氫燃料電池熱電聯供系統及首款30kW固態氧化物燃料電池熱電聯供系統在濰坊投入運行；開發了國內首款3噸氫燃料電池叉車，創建零碳排的物流搬運環境。
在氫能港口方面，集團研發了國內首艘80客位氫燃料電池客運船，并在濟南雪野湖成功下水試驗，實現了零碳排航運；且在青島港成功啟動了全國首個港口氫燃料電池重卡示范運營項目。
在氫能高速方面，推動全國首座高速公路加氫站在淄博投入運營；配套濰柴動力產品的49噸燃料電池重卡在濟南泰鋼至青島董家口港區路線運行超5000千米……
2021年10月27日，搭載濰柴162kW氫燃料電池系統的中國重汽黃河雪蠟車交付冬奧會，真正實現了“中國首創、世界領先、完全國產”，也使大國科技完美亮相在世界舞臺上。而這一系列成果均標志著“氫進萬家”正從理想中的藍圖照進現實。
譚旭光表示，內燃機本體熱效率達到51.09%，新能源全面發力、大規模示范應用，濰柴“雙擎”驅動，雙管齊下，堅定不移實現傳統高端動力和新能源動力走在前列。
未來，濰柴動力集團將會持續積極響應國家號召，在科技革命和產業變革中，為國家“雙碳”戰略開辟多元化能源轉型的新路徑，謀定而動，全力破局。
作者：李明麗 來源：科學中國人
責任編輯：向太陽
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