内燃机如何实现“碳中和”

 

“内燃机短期内消亡是不现实的。”中国工程院院士、清华大学教授李骏曾长期主持中国一汽技术中心产品自主研发与科技创新工作。他给内燃机的生存指了一条出路——用efuel（电制合成燃料）替代化石燃料。

 

据介绍，efuel是将水电解生成氢气和二氧化碳，然后通过催化反应合成的一种液体碳氢链燃料。efuel生产过程中直接捕捉空气中的二氧化碳，在efuel使用过程中再释放碳。由于碳是从大气中捕捉、最终重新释放到大气的，碳的净增量为零，因此efuel也被称为　“碳中性燃料”。

 

李骏介绍，目前全球4种最主要的efuel分别是绿电、绿氢、绿氨、绿醇。谈及选择哪种efuel开发内燃机更佳时，他表示要从5个维度考虑：第一，必须是零碳燃料；第二，必须用可再生燃料；第三，必须是安全的燃料；第四，成本要低；第五，体积能量密度高。

 

近年来，中国工程院院士、上海交通大学讲席教授黄震带领团队开展与efuel相关的研究工作。他介绍，团队目前在做的一件事就是用绿电产生合成柴油。这样做的好处是不需要单独研制发动机，可改造现有内燃机直接用于柴油车或者船舶。

 

关于绿电燃料的成本问题，黄震说，从目前来看，绿氨的制备成本最有竞争力，但制备成本除了要看内部价格外，还需要看外部价格。未来化石燃料可能需要增加碳税，成本会提高。相比之下，绿电更有竞争优势。

 

“纯电动力适用于小功率、短距离应用场景，目前仍面临电池材料资源短缺、成本价格高、运行安全有潜在问题等挑战；内燃动力适合中大功率、长距离应用场景，但需要‘拥抱’混合动力及碳中和材料，才能实现可持续发展。”清华大学航空发动机研究院副院长帅石金指出，内燃动力实现碳中和的路径有多种，比如乙醇生物质内燃机、氢内燃机、氨氢融合内燃机、甲醇内燃机、efuel内燃机等，可以依据交通使用场景以及碳中和阶段性目标进行选择。

 

李树生总结时指出，未来内燃机发展有3点共识。第一，在许多应用场景中，内燃机动力将长期存在，且依然是主动力；第二，从目前来看，提升动力系统效率是减碳、控碳的有效途径；第三，针对不同燃料，内燃机技术仍有许多瓶颈需要突破。（沈春蕾）