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                                      零碳船引发“船机慌”?
                                          日期:2021-05-21    字体:【大】【中】【小】

                                      虽被称夕阳产业多年,但本着石油不枯竭、内燃机不停歇的朴素观点,传统造机人依旧对内燃机的未来乐观坚定。然而,随着国内外的低碳、零碳浪潮从呼吁走向行动,绿色能源席卷而来,造机人也开始慌了……

                                      向院士发问

                                      近日,在一场业内论坛上,中国船舶集团有限公司旗下第七一一研究所原副总工程师范建新向中国工程院院士严新平提问:现在有一种现象,我们从事船舶动力的造机人,普遍感到做柴油机的出路不大了,大学院校的内燃机专业很难招生。在低碳能源迅速发展的形势下,听闻欧洲汽车工业已经不再开发以柴油、汽油为燃油的汽车发动机。请问严院士,您认为氢燃料电池什么时候会成为世界航运业的主流船机?

                                      我认为,内燃机这种经典的、可靠的动力机械,在相当长的历史阶段,对于车用和船用而言,都还是非常重要的动力设备。严新平长期从事水路交通工程领域教学与科研工作,他表示,虽然新能源时代来势凶猛,中国新能源汽车目前在全球的占比高达44%,但既有传统动力装备依旧占据主力地位,大型客运车、重卡都仍然要采用经典的动力机械,船舶也是如此。

                                      近年来,航运业对绿色动力纷纷作出响应,若欧盟计划得以顺利推进,该地区首艘零碳船舶将于2025年开始运营,大型零碳船舶加入全球船队很可能是在2030年。低碳、零碳的新能源何时能够实现在远洋船舶上的工程化应用?对此严新平认为,新技术在个别船舶上的试点、探索是必要的,但大范围应用还有一个过程。氢燃料电池虽被寄予厚望,但立足现实仍有大量难题有待攻克。从交通运载装备和能源供给一体化、融合化发展的思路来看,不同于依靠化石能源生产的灰氢,利用风能、太阳能等可再生能源制造出的绿氢才真正践行了绿色理念,然而可再生能源无法实现氢的大规模供给也是事实。不仅生产成本居高不下,氢燃料本身的储存、运输、加注难题,都需要给技术者足够的时间与耐心。

                                      我们期待氢的储存特别是固态氢的发展应用。严新平认为,低碳、零碳技术很可能同IT行业的摩尔定律一般,迅猛发展。他介绍,目前国内汽车行业的氢燃料电池成本较去年已大幅压缩,在新兴技术上,我们和国外没有太大差距。不同于传统内燃机,在新能源动力领域,中国企业未必不可以走出自己的路,我们一定要发展自主可控的技术。

                                      虽未就氢燃料电池替代传统内燃机给出时间预测,但不难看出,严新平对新能源寄予厚望。紧随院士的回答,中国船舶集团有限公司学科带头人焦侬补充了自己的观点:从长期来看,新能源技术的发展更新迭代会很快,但估计90后在退休前,还看不到氢的大规模使用。

                                      上述对话发生在一场行业论坛的交流环节,当天多数话题都围绕绿色航运展开,与会者多纵横船海业数年,或许是出于对传统船舶动力的情怀,或许正中了自己的观点,听到焦侬的判断后,会场各散落处响起了掌声。

                                      技术没问题 难在产业链

                                      作为中国船舶动力资深专家的范建新,体会着船机人的焦虑,他又是如何看待新兴船舶动力技术对传统的颠覆呢?会后,范建新接受了《中国船舶报》的采访,他的判断是——30年内,氢能源还无法成为船舶动力的主流能源。

                                      从技术上,一点难度都没有。早在2003年,由现任中国科学技术协会主席、时任同济大学汽车学院院长万钢领衔,国家863燃料电池轿车专项团队联合研制出了具有完全自主知识产权的我国第一辆燃料电池混合动力轿车样车超越一号。经过近20年的技术更迭,发迹于汽车行业的氢燃料电池本身的技术争议并不大,航运业也普遍将氢视为零碳航运的终极答案,范建新也不例外。但他强调,氢的大规模工程应用还存在两个致命问题——经济性和安全性。

                                      经济性上,目前制氢的成本高居不下。目前的氢能主要为化工副产氢,产量不足以支撑未来交通运输装备的大规模使用。而通过风能、太阳能这类可再生能源以电解水制氢,目前也存在消耗电能远远高于制氢所获能量的情况;同时,国内可再生能源丰富地区,往往水资源匮乏,制氢厂建设的投入、运维、运输成本大。当然,这并不是一个无解题,但需要时间。在范建新看来,利用沿海地区的核能以海水制氢就是一个可以兼顾能源、成本、运输的不错选择。最关键还是要解决氢从何来的问题。范建新认为,不理顺整个产业链,氢能普及应用就是空谈。

                                      安全性上,氢气的爆炸极限为4.0%75.6%(体积浓度),这意味着无论是液氢或是氢气,其危险性都远远高于柴油及天然气,传统船机泄漏容易引起火灾,而氢一旦泄露引发的就是爆炸。要想安全地使用氢能,氢气的液化、存储技术都有待发展成熟,船舶工业的规范、设计、建造、管理也需快马跟上。

                                      颠覆性技术一定是需要的,但当技术还不成熟、尚不足以颠覆时,炒概念很容易影响行业中的中坚力量,很多人的确失去研发的积极性了。范建新说。

                                      中国汽车工业 或成技术颠覆者

                                      范建新并不否认自己从现实出发的保守立场,但他同样认为,氢动力很可能就是改变航运业的下一个颠覆性技术,而且这个颠覆者会来自中国、来自中国汽车工业。

                                      按照中国政府的减排时间表——力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。他判断,未来十年是减碳、零碳技术的关键发展期,到2050年我国将开始陆续运营大型氢动力船舶。

                                      对新能源的研究,中国的积极性远远高于欧洲。范建新认为,虽然欧洲表现积极,但仍侧重于规划研究层面,在欧盟这一庞大官僚组织下,企业缺少研发资金支持、技术人员的工作积极性也难比往日,也许在小众实验室研究层面会有成果,但欧洲已经不具备引领新能源技术的客观条件。

                                      我个人预测,技术颠覆者一定会在中国出现。范建新分析,中国政府有提升国家能源安全的切实需求和强大执行力,中国汽车工业也已在新能源研究上占得先机。目前我国研究氢电池动力的人员众多,院校、汽车工业都在研究,我们的制氢成本研究很可能会领先全球。他同时指出,行业颠覆往往来自业外,汽车工业的技术普遍领先船舶工业十年,我想这一轮撬动全球航运业实现绿色变革的,很有可能就来自中国的汽车企业。

                                      目前国内多家船舶院所已成立了新能源部门,以灵活的考核制度,招徕技术人才从事前沿研究。虽然氢动力替代内燃机还为时尚早,但传统船机人无法逆势地进入了伤停补时阶段。在巨大的技术惯性下,氢动力的技术主导力量也许不会发生在船舶工业,但围绕新能源安全性的技术准备工作,也是船舶工业的重要攻关课题。

                                      (国际船舶网)

                                       

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