潍柴动力：树立热效率新标杆，打造氢能产业样板

 

当前，绿色低碳发展的理念已成为全球共识，我国已明确提出“2030碳达峰”“2060碳中和”的战略目标，为各行业的科技变革吹响了前行的号角。交通运输领域无疑是实现“双碳”战略的重要战场，绿色出行、智慧交通也因此成为持续获得公众关注的焦点话题，热度居高不下。在绿色交通的变革过程中，内燃机行业一直扮演着举足轻重的角色。

 

位于齐鲁大地之上的潍柴动力股份有限公司，堪称内燃机领域的佼佼者。公司多年来致力于突破技术的桎梏，寻找节能且同时有效提升内燃机工作效率的最佳途径。

 

2018年3月8日，习近平总书记曾亲自对潍柴集团发展作出重要指示，这无疑激起了企业所有员工的动力与信心，潍柴集团上下一心，最终凭借着“心无旁骛攻主业”的工匠精神，再次向国家和人民交出了优秀答卷——于2022年1月8日发布了全球首款本体热效率51.09%柴油机。

 

 

▲全球首款本体热效率51.09%柴油机

 

01

挑战极限再攀动力新高峰

 

热效率是衡量内燃机燃油利用效率的标准，热效率越高，燃油消耗越少，节能减排的效果越显著。这一技术的进步是一个国家柴油机技术综合实力的标志，更是自柴油机诞生125年来业内的共同追求。

 

2020年9月16日，潍柴动力在济南发布了全球首款本体热效率50.23%的商业化柴油机，树立了全球柴油机热效率的新标杆。时隔短短480天后，即2022年1月8日，潍柴动力再次刷新纪录，在济南发布了全球首款本体热效率51.09%柴油机及重大氢能科技示范成果，进一步提升了我国在全球内燃机行业的话语权。

 

山东重工集团党委书记、董事长，潍柴动力董事长，国家燃料电池技术创新中心学术委员会主任谭旭光在发布会上汇报了潍柴动力关于此款柴油机应用的最新科研成果、国家燃料电池技术创新中心和“氢进万家”科技示范工程运行情况。

 

随后，国际权威检测机构德国TüV南德意志集团将热效率达到51.09%的认证证书颁发给潍柴，沉甸甸的证书被交接的一刻，也同时象征着我国内燃机行业发展正式迈入新征程。

 

 

▲国际权威检测机构给潍柴动力颁发热效率达到51.09%的认证证书

 

这是传统动力热效率的又一次重大革命，同时也为“国七”排放标准的实施提供了技术准备。这一技术的应用，将全面推动潍柴动力全系列全领域柴油机处于全球先进水平；对推动我国传统内燃机行业节能减排、绿色发展具有重大战略意义；在全球内燃机行业具有重要的技术引领作用。

 

据测算，与市场现有主流产品（平均46%热效率柴油机）相比，51%热效率的柴油机可实现油耗、二氧化碳排放分别降低10%的排放目标，每年可为我国节油1600万吨，获得经济效益约1400亿元；且二氧化碳排放量每年也可减少5000万吨，这一突破无疑是巨大的。

 

而潍柴集团表示，未来，随着这一顶尖技术在行业大规模应用，必将带来更大的经济效益和社会效益。

 

此外，值得一提的是，这一成果在发布之初便收获了业界的广泛关注。国际汽车工程师学会、美国麻省理工学院、奥地利李斯特内燃机及测试设备公司（AVL）、德国威虎发动机技术有限公司（FEV）、美国西南研究院、德国博世集团、德国纬湃科技，以及中国机械工程学会、中国汽车工程学会、中国内燃机学会、中国内燃机工业协会等，纷纷发来贺信和祝贺视频。

 

 

▲山东重工·山东港口氢燃料重卡示范运营交付仪式

 

02

“氢”领未来

打造氢能产业齐鲁样板

 

在推动传统动力技术突破、低碳升级的同时，潍柴同时将发展新能源产业作为重要战略方向之一。此次，山东重工集团向山东港口集团交付的首批中国重汽氢燃料重型牵引车，配套潍柴大功率氢燃料电池系统，具有动力强悍、绿色环保、安全可靠、高效全勤等特点。

 

2021年，潍柴动力牵头建设全国唯一的国家燃料电池技术创新中心。与此同时，科技部与山东省签署“氢进万家”科技示范工程框架协议，依托国家燃料电池技术创新中心，在山东开展氢能多场景示范应用，加快氢能关键技术突破和产业发展，打造可推广、可复制的氢能产业齐鲁样板。

 

 

▲潍柴动力在氢能园区、氢能港口、氢能高速等多场景示范应用成果

 

“氢进万家”科技示范工程实施以来，在科技部和山东省的大力支持下，国家燃料电池技术创新中心建立了以潍柴动力为核心，企业、高校、科研院所联合攻关的创新协同体，加快产业链技术瓶颈突破和产业化落地，成功开发了15～200kW系列化氢燃料电池系统。

 

其中，200kW燃料电池系统在2021年10月参加了国家“十三五”科技创新成就展；首次开展了极寒环境下的燃料电池车队环境适应性试验，在-34℃的气温条件下一次便启动成功，成为行业内首家实现产品寿命3万小时的科技公司，引领了我国燃料电池产业化的进程。

 

 

▲潍柴动力200kW氢燃料电池发动机

 

此外，潍柴集团基于高可靠性的燃料电池产品，开展了多场景应用示范工作。在氢能园区方面，集团推动了国内首款大功率集装箱式氢燃料电池热电联供系统及首款30kW固态氧化物燃料电池热电联供系统在潍坊投入运行；开发了国内首款3吨氢燃料电池叉车，创建零碳排的物流搬运环境。

 

在氢能港口方面，集团研发了国内首艘80客位氢燃料电池客运船，并在济南雪野湖成功下水试验，实现了零碳排航运；且在青岛港成功启动了全国首个港口氢燃料电池重卡示范运营项目。

 

在氢能高速方面，推动全国首座高速公路加氢站在淄博投入运营；配套潍柴动力产品的49吨燃料电池重卡在济南泰钢至青岛董家口港区路线运行超5000千米……

 

2021年10月27日，搭载潍柴162kW氢燃料电池系统的中国重汽黄河雪蜡车交付冬奥会，真正实现了“中国首创、世界领先、完全国产”，也使大国科技完美亮相在世界舞台上。而这一系列成果均标志着“氢进万家”正从理想中的蓝图照进现实。

 

谭旭光表示，内燃机本体热效率达到51.09%，新能源全面发力、大规模示范应用，潍柴“双擎”驱动，双管齐下，坚定不移实现传统高端动力和新能源动力走在前列。

 

未来，潍柴动力集团将会持续积极响应国家号召，在科技革命和产业变革中，为国家“双碳”战略开辟多元化能源转型的新路径，谋定而动，全力破局。

 

作者：李明丽  来源：科学中国人