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如何推动商业交通运输减排?解读康明斯的多元技术路线

  气候变化是我们时代所面临的生存危机。研究数据显示,要想将全球平均气温升幅限制在2摄氏度,全球二氧化碳的排放量必须控制在9,000亿吨以内。从全球范围来看,交通运输业在温室气体排放中所占比重非常高,甚至超过了发电领域,是碳排放的绝对主力,节能减排责任重大。

  投资于零碳技术是我们实现未来可持续发展的机会,加速脱碳将助力我们迈向更加繁荣、更可持续的未来。

  作为全球动力技术先行者,康明斯推出零碳目标战略,采用多元技术路径,助力交通运输行业迈向零碳未来,其中主要包含:纯电动力和燃料电池零排放技术;低碳及零碳燃料;以及适用于多种燃料的动力总成技术。康明斯采用多元技术路径推动节能减排

康明斯采用多元技术路径推动节能减排

  一、零排放技术:纯电动力和燃料电池

  目前,在一些商业交通运输应用中,纯电动力和燃料电池解决方案已具备经济和运营可行性。这两种技术在动力的产生和使用过程中碳排放为零,在帮助减少排放,改善空气质量方面发挥了重要作用。

  如果采用绿色能源,例如使用可再生电力为电动公交提供动力,还可实现从能源生产到车辆使用全产业链的零碳排放。康明斯与校车和公交车制造商积极合作,为其提供全方位的电动动力解决方案。此外,由康明斯燃料电池驱动的客运列车也己投入商业运营。

  尽管我们拥有创新的技术解决方案,但受经济可行性、工况要求和基础设施等因素的影响,目前仍有一些应用场景无法实现电动化。有人可能会说,我们可以等待电动或燃料电池技术发展成熟,以满足更多的应用需求。

  但时间不等人,仅在美国,每天中重卡的二氧化碳排放量就超过100万吨。碳排放的增加将加剧气候变化,并带来不可逆的影响。对于电动解决方案无法满足的应用,我们可以采用低碳和零碳燃料,帮助用户显著降低碳排放,甚至实现零排放。

  二、应用低碳、零碳燃料,助力“油井到车轮”全产业链减排

  相比传统柴油燃料,应用低碳和零碳燃料为设备提供动力,能够实现从“油井到车轮”的全产业链减排。我们将从低碳到零碳的燃料划分为四类:

  低碳燃料:与传统的柴油相比,低碳燃料在燃烧时碳排放较少;

  碳中性燃料:碳中性燃料在生产过程及使用过程可以实现碳排放平衡;

  零碳燃料:燃烧过程中没有任何碳排放,绿氢就是一种常见的零碳燃料;

  负碳燃料:燃料生产过程中消耗的碳大于其燃烧时的碳排放,因此使用负碳燃料意味温室气体的减少。

  在所有的低碳、零碳燃料中,氢气、天然气和生物柴油发挥着重要作用,此外,创新的合成燃料(也被称为e-fuel)作为一种新兴技术,也可能在未来成为碳减排主力军。

  氢是一种日益受青睐的能源载体。利用太阳能、风能和水电等可再生能源电解水制得的氢是一种零碳燃料。氢可通过内燃机或氢燃料电池为车辆提供动力,并带来可观的碳减排。一台由氢内燃机驱动、以绿氢作为燃料的2027年型8级卧铺半挂车,相比同类型的柴油动力车辆,在全生命周期内总计可减少1,437吨二氧化碳排放。目前,基础设施建设、绿氢的规模化生产是影响氢能应用的主要障碍。

  与氢气不同,天然气是一种化石燃料,但与柴油等其它化石燃料相比,碳排放较少。目前,零碳技术应用基础设施尚在建设完善中,因此,天然气仍将是碳减排的重要抓手。在某些工况下,可再生天然气(RNG)是一种负碳燃料。例如,利用有机物降解产生的甲烷生产可再生天然气,碳浓度为负(甲烷被利用,不会被释放到大气中导致温室效应)。

  生物柴油是一种清洁的可再生燃料,由脂肪和植物油生产制成。虽然生物柴油在燃烧时也有碳排放,但这些碳正是原料植物从大气中吸收的,从理论上来说,生物柴油是碳中和燃料。但实际应用中,还要考虑到种植作物和生物柴油生产过程中的碳排放。目前,B20生物柴油(柴油中混合了20%的生物柴油)已经开始应用,很多发动机都可使用B20生物柴油作为燃料;未来,还将推进B40生物柴油,以及B100纯生物柴油的应用,进一步推动节能减排。

  合成燃料(e-fuel):合成燃料有很多种,其中合成柴油和合成汽油是与商业运输应用最密切相关的两种。这些燃料以二氧化碳和绿氢作为原料合成。合成燃料是一种碳中性燃料,而且能利用现有的传统燃料基础设施。目前,高成本、无法规模化生产是影响其发展的两大障碍。

  对想更进一步脱碳的用户来说,低碳、零碳燃料是切实可行的选择。并且,通过熟悉的内燃机技术及康明斯创新的适用多种燃料的新发动机平台,将进一步扩展低碳、零碳燃料应用,发挥它们的优势。

  三、适用于多种燃料的发动机及动力总成平台进一步扩展低碳、零碳燃料应用

  康明斯最新推出的适用于多种燃料的发动机平台,其涵盖的发动机系列都源自通用的基础机,因此具有高度的零件通用性。发动机气缸盖下方的大部分零部件结构类似,可以通用,而发动机气缸盖将会根据不同燃料类型,采用不同零部件组合。每种发动机都可以使用不同的单一燃料,包括柴油、丙烷、天然气或氢气。

  这些发动机能发挥现有技术优势,并可以应用低碳、零碳燃料,减少温室气体排放。而且,它们的运行操作、车辆集成及性能表现与当前的柴油发动机相当。因此,对于目前纯电动力及燃料电池电力解决方案无法满足需求的应用,这种适用多燃料的创新平台是理想选择。康明斯率先推出业界首个适应多种燃料的发动机平台,针对不同应用场景需求,为用户匹配合适的发动机,助力用户向零碳未来不断迈进。

  实现零碳未来需要多元的技术方案的组合。您可以根据应用需求,选择不同的技术解决方案组合,例如:将电动解决方案与适应于多种燃料的动力总成组合,应用于混合动力场景。

  气候变化是我们时代所面临的生存危机,越来越多的政府和企业已做出零碳或负碳承诺。我们相信,未来几十年里,这些创新的解决方案将为我们提供切实可行的技术路径,助力我们迈向零碳未来。

来源:康明斯中国 作者:颠哥
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