“三年前,在中國內燃機學會和內燃機協會共同舉辦的紀念中國內燃機工業100周年的活動中,多數專家都表示,隨著我們的努力,隨著科技的不斷進步,內燃機這個產業還會再輝煌一百年!”
日前,在西安舉辦的中國內燃機學會第五屆青年學術年會暨2011年學術年會上,面對眾多業內專家以及來自四面八方的青年學子,中國機械工業聯合會副會長、中國內燃機學會理事長張小虞信心百倍地說出了以上一番話,引得現場掌聲雷動。
學術年會后的招待晚宴上,中國內燃機學會理事長張小虞(左二)與中國內燃機學會秘書長陽樹毅(左一)等領導為獲得“杰出貢獻獎”的青年翹楚頒發獎金和榮譽證書。
如果是在新能源汽車被炒得沸反盈天的那段時間,內燃機行業“再輝煌一百年”的說法會遭到很多質疑,但是隨著人們對新能源動力和傳統動力理性認識的回歸,這樣的愿景極大地提振了行業信心。
不可替代
空穴來風,理有固然。
一方面,新能源汽車的推進遇到了重重技術難關,如表現最突出的電池技術的不成熟,使得人們重新認識內燃機的價值,在現有基礎上著力開發內燃機的“進化”空間;另一方面,內燃機龐大的市場占有量及節能降耗的巨大潛力不容忽視。
2010年,中國內燃機總產量約7400萬臺,總功率達14億千瓦,產值3100億元,以內燃機為動力的機械保有量約為2億(臺、輛)。
如此規模,放眼全球無出其右者,內燃機是無可爭議的主導動力產品。此外,國家的低能耗動力和新能源并舉的發展戰略和國發【2010】22號文件(《國務院關于促進農業機械化和農機工業又好又快發展的意見》)明確提出,到2015年非道路動力要達到10億千瓦,為內燃機行業發展奠定了政策基礎。
眾所周知,內燃機是耗能大戶。可靠數字顯示,中國的內燃機汽、柴油年消費量約占總消費量的50%和石油消費的2/3左右。其中,非道路用內燃機的能源消耗占內燃機總能耗的一半。每年,新增的煉油能力都被汽車增長量消耗掉。
也正因如此,內燃機同時也是實施節能減排最具挖潛空間的產品。可以說,抓好中國內燃機工業,就是抓住了交通運輸機械、農業機械、工程機械、船舶等產品節能減排的“牛鼻子”,所以,在國家制定的“汽車”、“裝備”、“船舶”三個產業規劃中,都提到了內燃機。可以看出,汽車和先進裝備制造業在“十二五”期間將持續增長,這為內燃機提供了巨大的市場需求。同時,由于內燃機的生產量和保有量很大,節能減排的效果會十分明顯,而且,投資成本和社會成本最低。
“因此,重視內燃機工業的發展,不僅對于發展國民經濟有重要的促進作用,而且對落實‘三農’政策,改善人民生活水平,節約能源和減少環境污染,促進綠色能源的開發利用和人與自然的和諧,都有重大和深遠的意義。”張小虞表示。
差距即潛力
麥肯錫咨詢公司2009年“通向低碳未來之路”的研究報告認為,傳統內燃機的進步和新動力系統的發展可以很有效的降低全球汽車CO2排放量。到2030年可以每年降低2.2千兆噸。減排的潛力一半來源于內燃機可以更節約的利用燃料。另外,大約四分之一來源于新動力系統技術,如混合動力、插電式混合動力或者電動車技術的發展。其余則將歸功于混合型生物燃料,汽車技術性能的改變和更好的交通管理。
張小虞認為,內燃機有巨大的節能潛力和“零”排放預期,節能潛力預測在20%~50%。
據了解,中國內燃機燃油消耗率平均220~350g/kWh,比國外先進機型高20%左右,每年多消耗3000萬噸,相當于年石油消費量1/6。在混合動力方面,中國也已經與國外的先進技術有了相當大的差距,純電動汽車和插電式混合動力還沒有一個比較明確的技術路線。
但是,張小虞同時指出,我們與國外存在的差距就是中國內燃機產業巨大的發展空間和巨大的市場。
現階段,不能大規模地為裝備制造業內發展勢頭最猛的挖掘機產品以及其他中高端整機產品配套,仍是中國內燃機企業的“罩門”。據中國內燃機工業協會秘書長邢敏介紹,去年,中國工程機械80萬臺的產量中,有40萬臺匹配的是進口的內燃機。內燃機要盡量爭取與高端工程機械的匹配,在這個過程中,哪家企業能率先沖出瓶頸,必將占有下一輪發展的先機。
此外,農用機械是朝陽產業。以往,人們對農用機械的看法普遍是技術含量低、產品附加值低,但是,隨著國家政策向農用機械傾斜,大功率拖拉機等高端產品的需求被拉動起來,為農用機械及配套行業開辟了一塊新戰場。
在汽車方面,混合動力汽車是目前能夠看得見、最容易實現產業化和商業化生產的一種節能汽車,豐田和通用都已經在中國推出混合動力汽車。因為它既兼顧了節能減排的特定功效,又能夠回避現在電池技術不太成熟的狀態。因此,多數國家都選擇了混合動力作為節能減排汽車順序上最優先的技術切入點。
“要把混合動力的汽車做到和世界開發的同樣階段同樣水平,首先需要一個最先進的內燃機。”張小虞說,“混合動力是一個非常復雜的系統,由于既要考慮到內燃機的所有工作狀態和工作原理,又必須考慮電池、電機和整個電路系統的控制,它比所謂的純電動汽車技術上來得要復雜。”
目前,中國一些優勢企業也已經開發出了混合動力內燃機,路雖然還很遠,但前景光明。
有所為
為實現工業的可持續發展,張小虞對未來10年內燃機科學技術發展的總體目標進行了總結:要形成比較完善的自主創新體系,具備核心技術和研發的能力,產品的水平達到國際一流,奠定內燃機科技強國的堅實的基礎。為此,他要求行業要在下面幾個方面取得技術性的突破:
其一,研發一批汽車、工程機械、農業機械、內燃機車、船舶配套需要的高水平內燃機。在技術層面上,發展現代內燃機設計的分析技術,節能減排的燃燒技術,高壓共軌的燃油噴射技術,增壓中冷、可變截面的增壓技術,冷卻廢氣和再循環的技術以及選擇性催化還原技術等。
其二,加快節能技術和清潔能源技術的突破,促進能源結構優化,力爭實現道路柴油機近期節能6%~9%、中期節能14%~17%、遠期節能20%~23%的目標。
其三,重點企業要建立循環經濟的技術發展模式,為建設資源節約型和環境友好型社會提供科技支持。
其四,建立若干世界一流的內燃機科研院所和大學的相關專業,以及具有國際競爭力的企業技術中心,形成具有中國特色的內燃機創新體系,使內燃機科技的前沿技術研究達到世界先進水平。
其五,到2020年,研究開發投入占企業生產總值的比重提高到5%以上,力爭科技進步貢獻率達到60%以上。
時勢造英雄,內燃機行業為所有想要大展拳腳的人提供了舞臺。
記者手記:
百年動力三十而立
30年前,中國內燃機學會(以下簡稱學會)在上海成立,成為一支發展內燃機科學技術事業的社會力量。今天,經過全國內燃機科技工作者的共同努力,學會已經成長為行業內重要的科技力量,與中國內燃機工業協會相輔相成,共同將行業推向輝煌。
此次在西安召開的中國內燃機學會第五屆青年學術年會暨2011年學術年會也是可以看作是學會對30年來技術成果的總結會,百年動力,三十而立。
本次年會邀請了眾多行業內的專家泰斗及企業界人士,同時吸引了來自西安交大、同濟大學、天津大學、清華大學、上海交大、江蘇大學、浙江大學等著名學府的300多名青年學子。值得一提的是,研討會上參與學術演講的主講嘉賓年齡都在40歲以下,如此年輕的團隊迸發著令人欣喜的銳氣與活力。
年會圍繞提高內燃機能效,實現低能耗、低排放,實現產業化推廣應用等話題展開了討論,同時分享了最新的國內技術研發成果和技術路線,并探討了油品、燃料等熱點話題。
這里有國際內燃機學會(CIMAC)的前任主席,有德高望重的名校校長,有年輕的中科院院士,還有來自玉柴、錫柴等行業內龍頭企業的技術領袖們,老中青三代業內佼佼者聚首,學會為這些致力于內燃機行業的人們提供了一個開放的平臺,有人質疑,有人解答,有人補充,有人辯駁……觀點與觀點碰撞出火花,一派濃郁的學術氛圍。
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