節能減排,探索內燃機產業創新之路
——訪中國內燃機工業協會常務副理事長兼秘書長邢敏 核心提示 在我國的石油能源消耗結構中,作為汽車、摩托車、農業機械、工程機械、船舶、鐵道內燃機車、地質和石油鉆機、內燃發電設備、軍用及特種通用機械“心臟”的內燃機所占比例達60%以上。這既說明內燃機節能減排對中國的低碳經濟發展起到舉足輕重的作用,同時也凸顯出內燃機行業在貫徹國家節能減排政策中所應分擔的艱巨任務和所應給予的高度重視與關注。
節能減排,發展低碳經濟,已成為我國“十二五”社會經濟發展的重大戰略轉型。為實現我國“十二五”規劃提出的“單位國民生產總值的能源強度降低16%、碳排放強度下降17%”的目標,汽車等交通節能已成為重點節能領域,而涉及移動動力的內燃機工業則面臨著環境和能源等方面的嚴峻考驗,雖未被列入高污染重點行業,但卻承受著“節能”和“減排”的雙重壓力。目前,內燃機產品在使用過程中,油耗高于國外15%~20%,排放標準落后國外兩個標準。那么,中國內燃機行業將如何突出“節能減排”這一主攻方向,走出一條產業創新發展之路?為此,記者采訪了中國內燃機工業協會常務副理事長兼秘書長邢敏。
這是一個陽光明媚的上午。當記者按照約訪的時間,來到中國內燃機工業協會常務副理事長兼秘書長邢敏辦公室,只見他正忙于和企業來人談工作。他看了看表,忙將記者讓進會議室“請稍等,我們馬上談!笨吹贸鏊拿Χ行。就在我們采訪中還有幾撥人在等待他。他告訴記者:“我們協會的工作就是為政府和會員企業辦事的,大力推動中國內燃機產業發展,是我們協會的職責。”
采訪伊始,邢敏就直奔主題——
“內燃機是耗能大戶。2010年,我國內燃機消耗的商品油由柴油、汽油、潤滑油以及其他燃料油構成,總量為2.25億噸,占我國年消耗石油總量的60%以上。其中,商品柴油消耗超過1.5億噸占到內燃機消耗的總商品油量的60%以上。
“內燃機節能潛力巨大。以2010年我國內燃機產量突破7300萬臺為例,如果每一臺內燃機每天節省1000克油,將會在一定程度上緩解我國能源壓力。
內燃機行業應當成為我國節能減排政策支持的一個重要方面。目前,內燃機作為中間產品,處于政策“邊緣化”的尷尬境地。例如,我國政府十分關注汽車的節能減排問題,但往往只重視了終端產品的整車,而作為生產汽車發動機(內燃機)這一汽車“心臟”的產業尚未得到足夠的重視。
“當今世界汽車主導的動力還是內燃機,這在50年之內是不可改變的。所以,我國還要不遺余力的進行傳統內燃機的技術升級。
“建議我國政府大力支持內燃機產業創新發展,將內燃機作為能源裝置的重要組成部分。例如,將內燃機列入高效清潔發電重點工程中,實現應急柴油機等主要設備的國內制造。
“我國內燃機規?偭恳丫邮澜绲谝弧N覈鴳斢蓛热紮C制造大國向內燃機制造強國邁進……”
談話中,他目光炯炯,透出一種堅毅的神情,讓人感受到一種振興民族工業的責任,感受到內燃機行業爭當中國節能減排先鋒的激昂。接著,他向記者介紹了我國內燃機行業以“節能減排”為主題,在“十一五”期間取得的成效,以及“十二五”科技創新發展方向。
肩負重任 提供新型節能環保動力
“提高內燃機產品節能減排功效和其可靠性能,是我國內燃機工業的產業責任和社會責任。”邢敏鏗鏘有力地表示。他回顧,“十一五”是我國內燃機工業發展的最好歷史時期。期間,我國內燃機全行業滿足了汽車、工程機械、鐵道內燃機車、船舶、內燃機發電設備、大型農業機械等工農業和交通運輸領域發展的需要,為國民經濟各行業發展提供了新型節能環保動力。
“十一五”內燃機產業發展質量明顯好于“十五”,高于“十五”行業規劃預期目標。內燃機年產量由2001年的1783.63萬臺增長到2010年的7300萬臺,增長了4倍。尤其是,我國內燃機工業完成了向世界內燃機生產大國的轉變。具體表現為:汽車配套動力產量躋身世界三甲;拖拉機和聯合收割機產量遠超過其他國家;工程機械配套動力產品的產量居世界前列;摩托車用內燃機世界第一;單缸柴油機世界第一;內燃機生產總量進入世界前列;大型船用動力供不應求。
近幾年,我國內燃機生產總量躋身世界前列,成為世界內燃機制造大國。2007年,我國內燃機行業工業總產值達到2264億元,內燃機產量5700萬臺、總功率10億千瓦,;2008年,我國內燃機產量達到6112萬臺,總功率10.3億千瓦; 2009年,中國內燃機行業繼續保持平穩較快的發展,工業產銷同比增長10%,產量6700萬臺,總功率11億千瓦;2010年,內燃機發展創歷史新高,實現產量7300萬臺、總功率達到 13.5 億千瓦,總功率13.5億千瓦,同比增長34.54%。
2010年我國內燃機工業經濟運行有四大主要特點:一是政策效用持續體現,產銷同比增長創歷史新高;二是自主創新能力增強,滿足市場需求,新產品產值增加幅度大;三是節能減排產品市場需求量激增帶動行業“國三”、“國四”產品的市場投放量增加;四是重點企業的重點產品供不應求,部分產品形成賣方市場,重點企業生產集中度進一步提高。大企業集團產銷規模調整提升,濰柴、玉柴年產突破70萬臺,一汽年產突破50萬臺,車用發動機自供率滿足90%以上的市場。 內燃機由量的發展轉向質的提升
邢敏向記者介紹,“十一五”期間,我國成為內燃機制造大國后,圍繞“節能減排”這一主題,全行業通過深層次的改革和調整,已開始進入由“量”的發展轉向“質”的提升階段。
“十一五”以來,我國內燃機工業以國家出臺實施的節能減排各類法規為目標,結合國外先進技術自主研制開發了一大批為汽車、摩托車、工程機械、農業機械、船舶、鐵道內燃機車、內燃發電設備、石油鉆機和國防裝備等配套的新一代先進發動機產品。
交通運輸機械配套的車用發動機占市場份額最大。伴隨著我國排放法規的不斷升級,汽車用內燃機主要集中在開發可滿足“國三”排放法規要求的產品,并為滿足“國四”排放法規要求進行了技術儲備。
車用汽油機采用了電控多點順序噴射和柔性多點分層噴射、增壓、三元催化排氣后處理以及多氣門、可變氣門定時等新技術。經過產學研的共同努力,我國已基本掌握缸內直噴技術在產品上的應用。
車用柴油機已采用了電控高壓共軌燃油噴射系統、多氣門、增壓中冷、可變渦輪增壓、廢氣再循環和排氣后處理等新技術,實現了降低油耗和控制排放的目標。尤其在燃油噴射系統方面,除了采用電控高壓共軌燃油噴射系統外,燃油系統主要制造企業結合我國國情需要,開發推廣了電控直列泵、電控VE泵和電控單體泵等高 壓燃油噴射系統,及時滿足了“國三”排放法規的要求。
在非道路用發動機領域,技術創新也在不斷升級!笆晃濉逼陂g,我國交通、 能源、水利等大型工程項目建設眾多,工業和農業基礎建設的發展很快,工程機械和農業機械市場繁榮。為滿足這些領域的需求,柴油機生產企業通過不斷搭載新技 術實現產品變型,及時開發了一大批工程機械和農業機械用柴油機新品。
2007年,我國《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法》國家標準的頒布實施,促進了我國非道路移動機械用柴油機技術水平的提高。為了實現節能減排,制造企業通過采用電控高壓燃油噴射系統和增壓中冷等技術,重點開展了進氣、噴射、燃燒系統間的優化工作,并同步在可靠性和減振降噪等方面做了大量的改進,使產品相對原有技術水平得到了很大的提高。
在摩托車用發動機領域,因為“十一五”期間國家頒布實施了第三階段摩托車排氣污染物排放等系列標準,促進了行業在產品開發上從優選先進的供油系統、確保排放得到有效控制的后處理系統入手,開發了一批先進的摩托車用汽油機。
在非道路小型點燃式發動機領域,行業結合即將出臺的排放標準,結合通用小型汽油機批量出口國際市場的更高要求,在產品開發上特別注重采用國際上成熟的排放控制技術,使我國通用小型汽油機產品的技術平臺得到了提高。
各種替代燃料發動機的研究開發和推廣應用也獲得了階段性的成果。天然氣發動機已經得到應用,乙醇汽油在部分地區成為常規車用燃料,添加一定比例的甲醇汽油在西部地區得到應用,生物柴油的制造技術基本成熟,二甲醚和甲醇在柴油機上應用取得技術突破,二甲醚在公交車上已進入試運行階段,M100甲醇燃料在商用車上已進入產品化階段。我國替代燃料技術的快速發展已經達到了規模替代石油燃料的水平,并正在逐漸形成符合我國資源特色的內燃機燃料體系。
在高新技術領域,如電控技術、新型燃燒技術、增壓及增壓中冷技術、廢氣再循環技術、排氣后處理技術以及一系列內燃機基礎零部件新技術,在產品中已得到廣泛的推廣應用。各種代用燃料發動機的開發和應用取得了卓有成效的進展;旌蟿恿夹g通過自主開發及與國外合作取得了一定的進展。特別是排氣后處理 系統和電控共軌系統的自主研發取得了突破,打破了國外壟斷局面。
發展節能產品、新能源動力 實現綠色制造
進入“十二五”,我國內燃機行業節能減排的重點在哪里?
“節能減排重點主要包括傳統內燃機技術水平的改造與提升,發展替代能源裝置和培育新能源三個方面。”邢敏介紹說,內燃機工業發展需要多元化動力和替代能源支撐,新能源動力要做好研發工作,因為這是內燃機發展的方向。但迫在眉睫的工作是對傳統內燃機的改造。
邢敏指出,大力提升內燃機節能減排的技術水平,要用高新技術促進與提升制造技術水平,持續不斷地提高傳統內燃機的節能、減排功效。
他分析,從內燃機產品生命周期全過程分析,近期它仍是熱效率高的動力機械。我國內燃機的熱效率從過去不到20%提升至汽油機超過30%,柴油機超過40%,先進柴油機超過50%,得益于包括控制系統、增壓系統、尾氣處理陷阱技術的研究應用。它在移動機械上所具備的優良綜合性能,其他動力仍無法取代。但其排放標準將有更高要求,應該說有達到零排放的預期。
從新一代汽車動力技術發展看,缸內直噴電控汽油機有望向柴油機燃燒方式發展,充分發揮提高壓縮比及壓燃方式所具有的熱效率高的優點;高壓共軌燃油噴射系統的發展,特別是在柴油機上的使用,能有效控制其燃燒規律,達到高效率、低排放;各種高效排氣后處理裝置已穩健步入市場,目前集氧化、還原、顆粒捕集為一體的柴油機尾氣處理裝置正在研究之中,一旦研制成功,柴油機的尾氣處理成本有望降低。
談到柴油機,邢敏呼吁:“我國加快乘用車柴油化的進程已到了迫在眉睫的時候。”他說,柴油車的燃燒效率要高于汽油車,一輛2噸重的轎車,柴油車的燃燒效率要比汽油車高20%。由于柴油車的經濟性明顯高于汽油車,在整個歐洲,柴油車在新車市場上的占有率從1997年的22%上升到了2000年的 32%;在日本,柴油車占了社會保有量的14%。隨著我國私人擁有轎車的不斷增加,從節約能源角度出發,應當適當發展柴油轎車。
此外,還要加快研究和推進替代燃料的發展,同時降低發動機本身重量,提高功率密度和體積密度也應得到重視。完全掌握以上技術對我國的自主開發能力有重要意義,也是實現我國由內燃機制造大國邁向強國的突破。
對于“十二五”開局之年的內燃機行業發展趨勢,邢敏指出,我國經歷了2010年爆發式增長,從汽車、工程機械、農用機械等重點用戶的走勢看,內燃機市場總體上還將延續平穩較快發展趨勢,政策重點將繼續向節能減排、自主創新、動力多元化傾斜,據預測,2011年中國汽車行業增速將在15%~20%,內燃機行業增速在8%~10%,國際經濟將呈現低速增長態勢。而由于油品達不到要求,我國將實施“國四條”的時間推遲1~2年,我國內燃機工業應該利用好這個緩沖的空間積極發展節能產品,將能耗降下來,并持之不移的發展新能源動力才能真正實現綠色制造。
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