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  • 康明斯:你問我答|三分鐘掌握“氫”知識(shí)

    2022-04-14 18:51:52 來源: 中國(guó)路面機(jī)械網(wǎng)

傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)是大家的“老朋友”了,純電動(dòng)大家也不陌生,但關(guān)于氫內(nèi)燃機(jī),你了解嗎?

近期康哥收到很多關(guān)于氫內(nèi)燃機(jī)的私信提問,今天康哥現(xiàn)場(chǎng)答疑,歡迎圍觀!

發(fā)動(dòng)機(jī)能否用氫驅(qū)動(dòng)?

康哥

當(dāng)然可以!在工作原理和結(jié)構(gòu)方面,氫內(nèi)燃機(jī)與天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)十分相似。氫內(nèi)燃機(jī)可以燃燒零碳燃料——?dú)錃?,產(chǎn)生動(dòng)力,并通過車輛配備高壓儲(chǔ)氣瓶,實(shí)現(xiàn)氫氣安全的儲(chǔ)存和釋放。

氫內(nèi)燃機(jī)是一種切實(shí)可行的解決方案嗎?

康哥

從技術(shù)角度而言,氫內(nèi)燃機(jī)是一種切實(shí)可行的解決方案。而且氫內(nèi)燃機(jī)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)很相似,內(nèi)燃機(jī)是有史以來最可靠的機(jī)械設(shè)備之一??梢哉f,氫內(nèi)燃機(jī)兼具可行性和可靠性。

目前,在(美國(guó))加州、日本和歐洲的一些地區(qū),已配套建設(shè)了部分公共加氫站點(diǎn),氫內(nèi)燃機(jī)乘用車已成為用戶的一個(gè)選擇。但在其它大多數(shù)地方,由于受加氫站點(diǎn)的限制,氫內(nèi)燃機(jī)僅適用于部分乘用車和SUV。

相比之下,商用車更適合氫內(nèi)燃機(jī),尤其是車隊(duì)用戶。對(duì)車隊(duì)而言,可以在車輛集中站點(diǎn)建造專用加氫站。垃圾車、貨車和緊急服務(wù)車輛都很適合氫內(nèi)燃機(jī)。如果,能在車隊(duì)固定運(yùn)輸線路沿線建設(shè)加氫站,那么,對(duì)于城際和長(zhǎng)途運(yùn)輸卡車來說,氫內(nèi)燃機(jī)也是一個(gè)非常好的選擇。

哪些因素制約著氫內(nèi)燃機(jī)在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用?

康哥

目前,氫內(nèi)燃機(jī)尚處于前瞻性測(cè)試階段,尚未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),成為制約其在商用車領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素。但是,這種現(xiàn)狀正在改變。

近期,物流運(yùn)輸公司W(wǎng)erner Enterprises就宣布,其車隊(duì)車輛將配裝康明斯15L氫內(nèi)燃機(jī),并進(jìn)行車輛運(yùn)營(yíng)驗(yàn)證。新型的氫內(nèi)燃機(jī)車輛的成本與傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛存在差異;但得益于氫內(nèi)燃機(jī)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之間的設(shè)計(jì)通用性,氫內(nèi)燃機(jī)將成為一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)可行的動(dòng)力技術(shù)方案

氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是制約部分商用車應(yīng)用氫內(nèi)燃機(jī)的另一個(gè)因素。目前,部分商業(yè)運(yùn)輸場(chǎng)景已具備應(yīng)用氫內(nèi)燃機(jī)的可行性。我們相信,隨著越來越多的氫內(nèi)燃機(jī)車輛投入運(yùn)營(yíng),將進(jìn)一步推動(dòng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

另外,法規(guī)對(duì)氫內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用也會(huì)產(chǎn)生影響。目前,歐洲、中國(guó)以及美國(guó)多個(gè)州都開始采取一系列新規(guī)定,限制中重卡的二氧化碳排放。對(duì)于想要減少排放,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主機(jī)廠和車隊(duì)運(yùn)營(yíng)商而言,氫內(nèi)燃機(jī)將是一個(gè)合規(guī)且經(jīng)濟(jì)的選擇。

氫內(nèi)燃機(jī)的耐久性如何?

康哥

氫內(nèi)燃機(jī)的缸內(nèi)循環(huán)與柴油及天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)相同。并且,在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋墊下方的零部件也相同,包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸和連桿等。

此外,康明斯目前正在進(jìn)行氫內(nèi)燃機(jī)測(cè)試,減少氫脆和氫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)影響。

氫內(nèi)燃機(jī)可以將碳排放降至近零水平。氫不含碳原子,因此氫內(nèi)燃機(jī)在燃燒氫氣時(shí),不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。但由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中使用了潤(rùn)滑劑,加上氫內(nèi)燃機(jī)在燃燒過程會(huì)使用大量的空氣,因此會(huì)排放極微量的二氧化碳。

從全生命周期的角度來看,氫內(nèi)燃機(jī)的碳足跡取決于氫的來源。如果每生產(chǎn)一克的氫,要向大氣中排放五克的二氧化碳,那么氫能貨車就不是環(huán)保的運(yùn)輸選擇。目前,工業(yè)化制氫大多數(shù)通過甲烷重整產(chǎn)生氫氣,而甲烷是一種化石燃料。如果,我們利用太陽(yáng)能板或風(fēng)力渦輪機(jī)等設(shè)備,產(chǎn)生可再生電力,電解水生產(chǎn)綠氫,那么,氫內(nèi)燃機(jī)的碳排放是極少的。

在綠氫制造生產(chǎn)領(lǐng)域,康明斯走在行業(yè)前列,康明斯在西班牙建立了目前全球最大的電解槽工廠之一,用于生產(chǎn)綠氫。同時(shí),康明斯還與中石化建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,推進(jìn)電解水制氫技術(shù)本地化開發(fā)及生產(chǎn),推進(jìn)綠氫大規(guī)模應(yīng)用。

與柴油和天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,氫內(nèi)燃機(jī)會(huì)排放氮氧化物,通過后處理系統(tǒng)可以除去多余的氮氧化物,將氮氧化物排放降至極低水平,甚至低于當(dāng)前美國(guó)環(huán)境署對(duì)貨車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

氫內(nèi)燃機(jī)的續(xù)航里程多長(zhǎng)?加氫時(shí)間?

康哥

續(xù)航里程取決于儲(chǔ)氫罐的大小和類型。氫氣以壓縮氣體的形式儲(chǔ)存在車輛的儲(chǔ)氫罐中(工作壓力為350bar或700bar)。

以一個(gè)700bar的車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)為例,可儲(chǔ)存約80公斤氫氣,車輛續(xù)航里程達(dá)800多公里,加氫時(shí)間約為半小時(shí)。

氫內(nèi)燃機(jī)車輛的安全性如何?

康哥

儲(chǔ)氫罐非常堅(jiān)固耐用,比傳統(tǒng)的液體燃料罐,甚至比丙烷罐還堅(jiān)固。而且,儲(chǔ)氫罐需滿足嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,包括:碰撞后完整性、抗?jié)B透性、耐高溫性,并且要求設(shè)計(jì)安全系數(shù)為3。設(shè)計(jì)安全系數(shù)為3,意味著最大工作壓力為700bar的儲(chǔ)存容器,可承受超過2100bar的壓力。

在儲(chǔ)氫領(lǐng)域,康明斯與氫儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)念I(lǐng)先企業(yè)NPROXX簽署了合資協(xié)議,成立合資公司,為客戶提供應(yīng)用于道路和非道路市場(chǎng)的氫氣和壓縮天然氣存儲(chǔ)產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞: 二氧化碳 氮氧化物

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