內(nèi)燃機(jī)，舞臺(tái)依舊在

寇仕霖

“雙碳”目標(biāo)下，既是重要?jiǎng)恿?lái)源又是排放大戶(hù)的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈面臨變革，當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力與新能源動(dòng)力進(jìn)一步融合發(fā)展，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)兩者將長(zhǎng)期共存，呈現(xiàn)多元共生的動(dòng)力新時(shí)代。在人們生產(chǎn)、生活的舞臺(tái)上，所占份額依然可觀的內(nèi)燃機(jī)試圖通過(guò)創(chuàng)新升級(jí)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)世界。

不創(chuàng)新者將步入夕陽(yáng)

內(nèi)燃機(jī)是交通運(yùn)輸、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、特種裝備等領(lǐng)域的重要?jiǎng)恿?lái)源，作為各類(lèi)機(jī)械的主動(dòng)力由此占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展、完善使之得以持續(xù)滿(mǎn)足社會(huì)需求，實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值。第二屆世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)上，中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一一研究所所長(zhǎng)董建福的表態(tài)點(diǎn)出了行業(yè)的心聲，“如果說(shuō)內(nèi)燃機(jī)這個(gè)行業(yè)是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，我不贊同這個(gè)說(shuō)法。應(yīng)該說(shuō)碳減排，以及零碳排放的道路上不創(chuàng)新者將是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)?！眱?nèi)燃機(jī)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)在眾多重要領(lǐng)域仍將是主要?jiǎng)恿υ?，與之對(duì)應(yīng)的是能源領(lǐng)域的技術(shù)突破與熱效率的持續(xù)提升。

事實(shí)上，內(nèi)燃機(jī)在誕生之初便因與其他動(dòng)力源比拼獲勝而備受關(guān)注，人們?cè)诳嗫鄬ふ铱梢匀〈R匹驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的機(jī)械方式時(shí)，內(nèi)燃機(jī)以當(dāng)之無(wú)愧的贏家姿態(tài)開(kāi)始為工業(yè)提供動(dòng)力，并逐漸改變世界，被譽(yù)為第二次工業(yè)革命中最具核心價(jià)值、最有代表性的發(fā)明創(chuàng)造。

失去了創(chuàng)新力的加持，顛覆者終將被顛覆。如今，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)是否可替代、何時(shí)替代的爭(zhēng)論已經(jīng)愈演愈烈，作為誕生一百多年以來(lái)使用極為廣泛的動(dòng)力機(jī)械裝置，內(nèi)燃機(jī)行業(yè)有著極為龐大的產(chǎn)能和體量，僅以我國(guó)為例，內(nèi)燃機(jī)保有量即超過(guò)5億臺(tái)（其中柴油機(jī)比例尚超過(guò)汽油機(jī)），年產(chǎn)量近8000萬(wàn)臺(tái)，覆蓋功率范圍從1kW到數(shù)萬(wàn)kW不等。中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，4月內(nèi)燃機(jī)銷(xiāo)量446.20萬(wàn)臺(tái)，環(huán)比下降4.40%，同比增長(zhǎng)9.83%；功率完成24211.23萬(wàn)千瓦，環(huán)比下降8.29%，同比增長(zhǎng)8.04%。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，龐大的數(shù)量反而讓內(nèi)燃機(jī)可能成為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排最具潛力的產(chǎn)品品類(lèi)，因?yàn)槊恳稽c(diǎn)改變升級(jí)都意味著進(jìn)步與減少的排放量，更清潔、更高效、更智能、更可靠發(fā)展的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品將為產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深刻變革，煥發(fā)出新的生命力。

深度研發(fā)與轉(zhuǎn)型發(fā)展

很多時(shí)候，技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)也會(huì)算一算背后的經(jīng)濟(jì)賬。一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是，早前內(nèi)燃機(jī)的深度研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了瓶頸期，進(jìn)一步的研發(fā)成本高、回報(bào)低，與業(yè)界的期待值相差甚遠(yuǎn)。因?yàn)榄h(huán)保和成本的壓力，身為內(nèi)燃機(jī)使用大戶(hù)的汽車(chē)領(lǐng)域在內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)上已經(jīng)出現(xiàn)了停滯，唯有日韓品牌還在雕琢相關(guān)技術(shù)，一些有著悠久歷史的車(chē)企揮別內(nèi)燃機(jī)的態(tài)度非常決絕，理由倒也直白，繼續(xù)提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率是最直接的解決辦法。熱效率是衡量?jī)?nèi)燃機(jī)燃油利用效率的標(biāo)準(zhǔn)，熱效率越高，燃油消耗越少，節(jié)能減排的效果就越顯著。但熱效率存在上限，越向上提高成本越高，排放問(wèn)題也始終待解，這導(dǎo)致找到成本合適的技術(shù)路線頗為不易。

電子燃料的研發(fā)或許也能緩解內(nèi)燃機(jī)的部分困境，馬自達(dá)汽車(chē)歐洲研發(fā)中心的研究人員表示，合成燃料可以使舊車(chē)更清潔，大大加快二氧化碳的減排速度，“排放的問(wèn)題不出在發(fā)動(dòng)機(jī)身上，而是出在燃料身上。如果我們可以讓內(nèi)燃機(jī)變得非常清潔，你為什么要廢止內(nèi)燃機(jī)呢？”

內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域確實(shí)很早就出現(xiàn)了專(zhuān)用化、電子化和輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，但產(chǎn)品演進(jìn)速率和成績(jī)并未達(dá)到預(yù)期，用內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域?qū)＜业脑拋?lái)說(shuō)便是，“新一代內(nèi)燃機(jī)技術(shù)必將是先進(jìn)燃燒技術(shù)、智能控制技術(shù)和電氣化技術(shù)的結(jié)合，這絕不是簡(jiǎn)單地伸一伸手、踮一踮腳尖就能夠到，需要助跑、加速、奮力向上躍起才能實(shí)現(xiàn)。”新型材料、超低摩擦、多元燃料、智能控制、能量回收等先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用逐步向極限熱效率發(fā)起沖擊，從而為內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品注入新的活力，激發(fā)新的潛能。

高效、便捷、可靠、適應(yīng)性好等突出優(yōu)點(diǎn)讓內(nèi)燃機(jī)保持市場(chǎng)地位，但“要保持內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的強(qiáng)大生命力，離不開(kāi)技術(shù)創(chuàng)新?！薄笆奈濉笔俏覈?guó)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵期，“十四五”期間每年仍有8000萬(wàn)臺(tái)新品內(nèi)燃機(jī)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)剛性需求，“節(jié)能減排”是內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的重點(diǎn)工作，創(chuàng)新和減排成為整個(gè)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的發(fā)展導(dǎo)向。為此，完善行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，夯實(shí)自主創(chuàng)新基礎(chǔ)；加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，提出原創(chuàng)性新技術(shù)原理；加強(qiáng)共性技術(shù)研究，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，提升關(guān)鍵零部件的自主創(chuàng)新工程是內(nèi)燃機(jī)行業(yè)“十四五”期間的重要發(fā)展目標(biāo)。

真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的內(nèi)燃機(jī)會(huì)讓這個(gè)世界變得更好么？答案是肯定的。對(duì)此，中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)邢敏提出可從四個(gè)方面驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)水平的提升：“第一，提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率，降低燃油消耗，滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的油耗和二氧化碳法規(guī)，是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展的首要目標(biāo)。第二，內(nèi)燃機(jī)及其動(dòng)力裝置作為國(guó)際市場(chǎng)的產(chǎn)品，滿(mǎn)足各國(guó)的排放法規(guī)是市場(chǎng)準(zhǔn)入的必要條件。因此滿(mǎn)足近零排放有害（物質(zhì)）法規(guī)是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的重要目標(biāo)。第三，內(nèi)燃機(jī)燃料的多元化是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。把優(yōu)化的內(nèi)燃機(jī)同新型燃料和動(dòng)力技術(shù)帶向市場(chǎng)，是對(duì)原油和內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，改善動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)更長(zhǎng)期的需求。在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，只有燃料和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的結(jié)合，才可達(dá)到在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)超低碳交通工具的構(gòu)想。第四，要堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，著力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)?！?/p>