记者 吴秀霞
替代燃料动力应用是实现“双碳”目标的重要途经,替代燃料动力主要有三种方式,即动力电池、燃料电池和零碳内燃机,三者对比来看,零碳内燃机更具有竞争力。在日前中国内燃机学会主办的“中国发动机碳中和之路”院士专家访谈会上,多位院士、专家一致认为,内燃机使用绿电合成液体燃料(e-fuel)将前景广阔,而经济性、可用性和安全性是决定e-fuel“登船”的关键因素。
e-fuel是将水电解生成氢气和二氧化碳,然后通过催化反应合成的一种液体碳氢链燃料。e-fuel生产过程中直接捕捉空气中的二氧化碳,在e-fuel使用过程中再释放碳。由于碳是从大气中捕捉、最终重新释放到大气的,碳的净增量为零,因此e-fuel也被称为 “碳中性燃料”。 从全球来看,通过可再生能源获得的绿电、绿氢、绿氨和绿醇是4种最主要的e-fuel,此外还有由绿电制造的汽油和柴油。中国工程院院士、中国内燃机学会名誉理事长、清华大学教授李骏表示,研发基于e-fuel的零碳内燃机是重要方向,其需要符合三大原则,一是要实现“双碳”目标,二是要具有全生命周期的商业竞争力,三是要实用性强。因此,要从5个维度考虑,一是必须是零碳燃料;二是必须用可再生燃料;三是必须是安全的燃料;四是成本要低;五是体积能量密度高。
对上述相关观点,中国工程院院士、中国内燃机学会副理事长、上海交通大学讲席教授黄震表示赞同。黄震认为,可再生燃料的大规模低成本制备、可获得性以及发动机可用性,是其实现在航运业规模化应用的三大关键要素。在船舶行业使用e-fuel,需综合考虑可用性、经济性、可供性以及安全性问题。因此,e-fuel真正要做到规模化、商业化使用,还有四大难关需要攻克。
可用性方面,e-fuel“登船”,要看基于绿电合成的是哪些燃料。用绿电制备柴油本身是科研难题,通过不同的制备过程获得不同类型的目标燃料,如氢、氨、柴油等,其难点各不相同。当前热度较高的氨燃料发动机技术在船用发动机上的可用性应成为关注的重点。
经济性方面,也就是燃料大规模制备的经济性问题。e-fuel作为零碳排放的碳中和燃料,要用绿电制取。制氢、制氨、制甲醇可以用绿电,制备合成汽油、柴油也可以用绿电。因此,燃料制备的成本占价格成本的70%左右,这取决于将来绿电的价格。从制取环节来说,绿氨的制备成本最有竞争力。
安全性方面,一旦e-fuel规模化推广就需考虑安全性问题,因为氢易燃易爆、氨具有毒性,这些问题都要得到很好的解决。
可供性方面,无论使用氨还是甲醇燃料,均需要每个码头实现可供,但当前国内市场现状是很多码头没有供给渠道,也因此涉及基础设施建设问题。
黄震表示,船海动力变革是一个系统工程,政府要加强宏观指导与政策支持,通过碳配额、碳税等政策,激励船舶碳减排,降低绿电和可再生燃料及船舶装备绿色溢价。同时,发动机研发机构和制造企业、燃料生产企业、船舶制造企业、船东以及港口企业整个产业链上应加强协同与合作,成立绿色燃料联盟,推进我国船海能源的低碳/零碳转型。此外,要大力推进相关技术标准、法规、规范出台,为低碳/零碳能源实船应用提供保障,同时深度参与国际标准规范、政策规则等制定,提升我国在国际海事界的话语权和影响力。



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