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2020年9月30日,習近平主席在聯合國生物多樣性峰會上的講話中指出:“作為世界上最大發展中國家,我們也愿承擔與中國發展水平相稱的國際責任,為全球環境治理貢獻力量。中國將秉持人類命運共同體理念,繼續做出艱苦卓絕努力,提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和,為實現應對氣候變化《巴黎協定》確定的目標做出更大努力和貢獻。” 本`文@內/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網-tan pai fang. com
在2014年北京亞太經合組織工商領導人峰會期間,習近平主席和時任美國總統奧巴馬聯合簽署《中美氣候變化聯合聲明》,第一次向全世界承諾“中國計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰”,并將這一承諾在2015年法國巴黎世界氣候大會上再次向全球宣示。 本+文+內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
時隔六年,全球面對抗擊新冠肺炎疫情,紀念聯合國成立75周年之際,習近平主席代表中國政府,于9月22日、23日、30日,多次向全世界表述,“愿承擔與中國發展水平相稱的國際責任”和“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”。
必須承認,消耗碳氫能源,則必有二氧化碳排放,為此,中國汽車、中國內燃機和中國能源界,多年來始終堅持不懈地開展科學研究和努力探索,以改變現狀,實現環境友好。 本@文$內.容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網 t a np ai fan g.c om
一方面是從改變消耗的能源入手,如我們現在大力發展的非碳氫能源利用,水電、風電、太陽能,還有可控核聚變。但改變這個領域需要持續并且大比例的基礎設施建設投資,更需要一個漫長的替換過程。1942年,著名物理學家艾立科·費米點燃了世界上第一座原子反應堆,為人類打開了原子世界的大門。1954年,世界上第一座原子能電站在前蘇聯建成。原子能發電給人類帶來了巨大的生活和生產便利,包括環境影響的改變。時至今日,鍋爐工業已有上百年歷史,原子能發電也有60多年歷史。他們分別在各自所需求的領域發揮著相互間不可替代的作用。我們必須認識到,能源變革是一個漫長的過程,不可能一蹴而就。
另一方面在應用裝備領域尋求替代,比如當今世界各國推行的電動汽車,以動力電池和驅動電機取代內燃機。我們知道,電動汽車早于內燃機汽車被人類認識和開展探索性應用,基于電能的存儲、攜帶和蓄能裝備存在的技術障礙,很快被內燃機汽車取代了。即便如此,人類沒有放棄電動汽車的研究和探索。在獲得電能輸送方式上的研究成果后,人類在上世紀初實現了有軌電車商業化,在上世紀中葉實現了無軌電車市場化,人類將有軌和無軌電車的優勢相結合,成就了我們今天的電氣火車、動車組和高鐵。這些成就的基礎,是先輩們不懈努力的成果。人類在解決了電力能源輸配送技術問題后,能否解決電力能源充填、儲備和攜帶問題,正是今天電動汽車領域科技工作者需要回答的問題。
介乎于前兩者之間,一種全新的方案正在被社會和產業認知。氫能存儲在水中,取之不盡用之不竭,另外,氫能不含二氧化碳。鑒于氫能的上述優點,人類在上個世紀后半程,開始了氫能應用技術路線的研究,一個是將氫作為燃料電池原料,通過化學能轉變成電能應用。盡管氫能具備上述諸多優點,但由于氫自身的活性氣體屬性,非常高的燃燒速率,以及存儲攜帶安全性問題,使氫能的產業化應用還存在著很多需要工程技術人員努力解決的問題。今天的氫能應用,必須要腳踏實地地做好產業的技術儲備、人才儲備、專業制造裝備儲備、產品儲備、整車搭載協同協作儲備、基礎設施建設儲備、使用環境培育等一系列基礎工作。另一個方案是將氫作為內燃機燃料,以此實現高效和清潔燃燒。氫燃料發動機技術的研究進程,時間可以追溯到上個世紀中葉,具有代表性的是德國BMW公司和美國福特汽車公司,由于那個年代的控制技術、控制手段以及控制方向都不如現在,難以克服因氫的燃燒速率太快帶來的新問題,加之與現在氫能產業遇到的問題一樣,也存在氫能輸配送體系建設、儲備以及車輛攜帶等問題,導致所有工作都處于斷斷續續地游離在研究室之中。最近,我國深圳和內蒙的兩家企業,通過一種全新視角和路徑,另辟蹊徑,開始了氫燃料發動機的研發。我們期待著他們都能通過臺架考核,更期待著他們能實現試驗樣機的穩定運行。
在發展氫能產業的進程中,氫氣的制備、存儲、運輸、加注,不論是基礎設施建設投資,還是安全防護措施,始終給運營保障提出較高的要求。同時,在車輛配置方面,儲氫罐(瓶)攜帶,向燃料電池提供氫氣環節的安全保障等問題,也給燃料電池系統制造者提出了更高的要求。針對上述難題,探尋一種簡單、安全、便捷的儲氫方式,給工程技術人員提出了新的思維和挑戰。甲醇是氫的完美載體這一點毋庸置疑,基于這個特性,從上個世紀中葉開始,人類同步開展了甲醇制氫燃料電池技術的研究。在該技術體系誕生后,2002年5月20日,德國奔馳公司研制的NeCar 5甲醇燃料電池汽車,從美國舊金山出發,經歷了加利福尼亞的高溫環境,經歷內華達山脈和落基山脈低溫和多雪環境,跨越了高達2640米的山口,穿越了交通擁擠的大城市,于2002年6月4日順利抵達華盛頓。歷時14天橫跨美國大陸,系統地探究了NeCar 5在日常運行狀態中的技術極限,創造了甲醇燃料電池汽車5250公里的長途行駛紀錄。這在中國汽車報網2020-06-29日發表的署名文章《專家講堂|中國具有自主可控的甲醇燃料電池技術》中有詳細介紹,歡迎查閱。 本`文-內.容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網 ta np ai fan g.com
甲醇制氫燃料電池系統,無需單獨制氫產業,無需高壓儲氫罐,無需專用儲存、運輸配送、加氫站和加注裝備。甲醇輸配送可與現有常溫、常壓化石燃料輸配送體系共享,甲醇燃料電池汽車使用場景可以多元化,排放控制簡潔,使用基礎條件簡單,推廣應用便捷。在甲醇燃料電池關鍵材料、核心部件、系統集成、過程監控、產品應用等基礎與工程全鏈條得以實現自主創新后,當這一技術體系產業化后,相信完全可以有效解決氫能燃料電池產業化和使用市場一直面臨的幾個社會難題。
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在傳統能源汽車領域,對內燃機動力制備產業:一是要組織科研機構形成合力,全力和深入開展提高內燃機燃燒熱效率的基礎研究,用成效證明內燃機可以擔此大任。同時,鼓勵企業開展低摩擦技術工程化應用研究和推廣應用。降低1克燃油消耗,就減少了3.15克二氧化碳排放。這就是開展內燃機節能減排工作的貢獻率。二是倡導和推廣動力多元化應用。內燃機可以做驅動動力,也可以做混合動力系統的基礎動力,還可以做電動汽車的增程發電動力。幾種不同的動力方式,可以循序漸進地為減碳做貢獻。三是支持和鼓勵開展燃料多元化應用,除化石能源衍生的燃料以外,還可以選擇甲醇燃料。甲醇燃料屬于常溫、常壓液體燃料,與原有的化石能源液體燃料輸配送體系可以共享共用。應用甲醇燃料可以保持內燃機結構和基本技術體系不變,還可以在排放控制方面給予有效的支持和保障。中國甲醇汽車已經走在世界的前沿,完成了產業鏈和供應鏈的建設。中國甲醇燃料電池汽車技術體系已經貫通,產業鏈建設正在進行中。四是控制技術智能化推廣應用,以此實現內燃機動力運行精準控制和智能運行,堅持用則運行,不用則停的原則,實現真正意義的節能減排。 本+文`內.容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com
內燃機仍將在相當長的時間里,承擔著自走式移動裝備主導動力的重擔,這個事實不會改變。因為到今天為止,我們認知的能源就在那里,勘探、開采、提煉、儲備、運輸和應用還在繼續,化石能源的主導地位沒有被替代的任何跡象。今天對內燃機產業的要求,就是努力提高使用效率,減少能源消耗。實現應對氣候變化《巴黎協定》確定的目標,中國控制二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,需要內燃機產業的貢獻率。努力爭取2060年前實現碳中和,需要內燃機產業開展燃料多元化應用的擔當,責無旁貸。
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電動汽車、氫燃料電池汽車由于其自身清潔的優勢,加之人類努力解決全生命周期二氧化碳排放難題,以此實現碳中和,一定是未來的方向。但距離實現規模商品化應用,還有一定的差距,還有更多需要努力解決的科學問題和社會問題。基礎研究不到位,儲備不健全,生態環境尚未健全,一味地大干快上,甚至不計成本,與中國發展水平不相稱,就不符合我們所倡導的科學和可持續發展了。
引用習主席代表中國政府向世界承諾的話:“作為世界上最大發展中國家,我們也愿承擔與中國發展水平相稱的國際責任,為全球環境治理貢獻力量。”2030碳排放達峰,2060實現碳中和,不是一句空話,需要落地實施和兌現。所以筆者理解:“與中國發展水平相稱”這句話,既是對全世界的解釋說明,也是對我們的提示。他告誡我們,凡事一定要“實事求是”;“虛懷觀是”;“和氣察是”;“去偏歸是”;“去偽存真”;“眼睛向下”,務實看發展,落地做事業,把我們這代人該做的事做好。
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本文作者系中國內燃機學會副秘書長 魏安力
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