双碳目标驱动下，内燃机换发新生命

“内燃机不是碳中和的敌人，它只是工具而已。”10月25日活动现场有人提出这一观点受到广泛认同。

电动化趋势明朗，电池技术快速发展，能量密度大幅提升，但受限于其材料本身的影响，至今仍难以突破性革命。因此在电池成为绝对主流之前，如何更大效率开发内燃机效率，寻找化石燃料可替代品，以实现更好的减碳、脱碳成为行业追求共识。其中，高效车用内燃动力及碳中性燃料是两个主要方向。

两条腿走好脱碳之路

碳氢燃料可以满足目前人类对车辆动力的大部分要求，因此短时间内人类还无法完全放弃，加拿大温莎大学机械、车辆与材料工程学院教授郑明在“碳中和可持续动力系统可行性与挑战”报告中首先提出，但是从事物的两面性来看，碳氢燃料的排放物和对化学燃料的消耗，也是目前人类面临的最大问题。

要解决碳氢燃料的首要问题，是解决其二氧化碳来源问题。目前二氧化碳循环主要是从地下快速采集，但除此之外，企业、行业都在积极探索燃料的多元来源。如生物燃料虽然在许多地方和国家不被接受，但巴西40%的燃料来自甘蔗产生的乙醇。此外，风能、太阳能、水能这些100%可再生能源与二氧化碳结合产生的电子燃料也将为各国重点研究课题，如今欧洲合成燃料联盟（eFuel Alliance）正在呼吁社会更多地接受合成燃料。

可以预见的是，未来碳氢燃料时代并不会结束，而是会向更多路径探索。

另一方面，零碳燃料技术创新将进一步挖掘内燃机的脱碳潜力。

内燃机节能低碳仍是近中期重要的技术方向，近年来汽油机的热效率已经从30%提升到45%，如何使燃料燃料更充分、更干净也始终是行业专家学者致力突破的痛点、难点。在天津大学教授姚春德分享中指出压燃式发动机的热效率在国内已经做到52%，再进一步提高就遇到了一些瓶颈性问题，他认为解决这一问题的最佳答案之一是“醇油共燃”。

“我们提出了一个柴油/甲醇二元燃料的燃烧方式，简称DMDF。今天看到这种燃烧方式已经被很多人接受了，如柴油和氢气，柴油和氨都采用了这样的模式，能够解决一部分所谓低活性燃料的压燃问题，这就是柴油甲醇或者油醇共燃的方式。”姚春德表示，双碳目标驱动下，除了对燃料端的探索，对燃烧路径的创新开发也能够为减碳、脱碳增添有效助力。

成本难阻“氢”风起

当前，对于中国乃至世界的汽车和发动机工业来说，能源转型和产业升级都是必要的，其中氢能由于被认为是面向未来最干净的，能够容易获得的可持续的燃料，获得了大力推广。

在氢的利用过程当中有两个主要的途径，一个是氢内燃机，另一个是燃料电池。

不同于燃料电池对氢的纯度非常高，要求氢的纯度必须达到99.97%，氢内燃机对燃料的容忍度最高，94%、95%就可以满足需求，这就使得氢燃料成本会很低。

氢内燃机在近两年得到了极大的关注，但是氢的成本可能是其走向未来应用过程当中最大的限制因素。北京理工大学机械与车辆工程学院教授孙柏刚直言，如果氢比柴油还贵，那么很很显然大家不会轻易走这条路，只有氢的价格降到比柴油更低的时候才有更多应用可能性。“我觉得内燃机是吃粗粮的，可以说内燃机对氢能的推广应用来说可能是打开氢能源应用的一把钥匙。”他说。

内燃机在一段时间内并不会被淘汰，孙柏刚认为氢内燃机在功率效率等方面有着一些不可替代的优势，下一阶段，氮氧排放将成为氢内燃机开发标定的重点工作。与此同时，随着氢内燃机动力性、经济性的提升，缸内和缸外后处理联合开发也将成为企业探索的路径。

此外据介绍，国内多家车企已经开展对于氨内燃机的开发，氢和氨的对立性和潜在的互补性为发动机提供了新的研究方向。从低碳到减碳到零碳，到最后碳中和，无论是探索新的替代燃料亦或是挖掘内燃机的更高潜力，不可否认的是，对大家都是从“零”到“有”再到“强”的探索。如今中国汽车工业已经走在世界前列，对于脱碳减排的社会责任也在每个人的肩上，相信未来从个人、企业到行业都将竭尽全力深耕于此，为早日实现碳中和，构建人类命运共同体做出贡献。