以节能减排为目标,坚持创新驱动,建立‘领跑者’激励机制,力争到 2030 年把我国建成内燃机制造强国。
由中国内燃机工业协会起草的《中国内燃机工业“十三五”发展规划》(简称《规划》)已经完成。根据《规划》,“十三五”是我国内燃机工业迈向强国的第一步;同时,“十三五”全行业将坚持创新驱动,建立“领跑者”激励机制,提高全行业的综合竞争实力,力争到2030年把我国建成内燃机制造强国。
以节能减排为目标
《规划》依据内燃机消耗资源、排放温室气体、污染大气等情况制定:内燃机消耗了全球三分之二的石油资源,是大气污染和温室气体(二氧化碳)的主要来源。实际情况是,面对内燃机产品排放的大量温室气体和细微颗粒物等对大气环境的严重影响,发达国家内燃机制造业节能减排技术的关注点已经从控制内燃机有害物质排放转向控制二氧化碳排放。从欧盟制定的汽车排放法规可以看到,2020年起新生产的乘用车二氧化碳排放量标准从目前的130克 /公里降低为 95 克 /公里——温室气体排放控制正在取代有害物质排放法规成为推动内燃机技术发展的主要驱动力。《规划》力图赶、超欧洲排放标准。“内燃机是目前和今后实现节能减排最具潜力、效果最为直观的产品,在相当长一个时期作为主流动力机械的地位不可动摇。实现我国 2030 年二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰的总目标,内燃机工业节能减排任务艰巨,责任重大。”《规划》中如是说。
目标如下。宏观发展目标:“以市场为导向,以节能减排为目标,坚持创新驱动,建立‘领跑者’激励机制,加快产业结构调整,建立一批优势企业,提高全行业的综合竞争实力。推动产业实现产品品质的提升,促进企业开拓国际市场,力争到 2030 年把我国建成内燃机制造强国。掌握核心制造技术和关键工艺技术,建设 3~5 个共性基础技术平台,推动内燃机节能减排先进技术研发和科技成果转化。全面实施智能化改造,完成绿色制造体系建设。”中国内燃机工业协会常务理事副会长兼秘书长邢敏这样描述内燃机“十三五”宏观发展目标。具体目标则是通过“三步走”实现制造强国的战略目标:到2020 年,节油 15%以上,排放达到欧Ⅵ标准,带动学科水平、人才培养质量的提升;到 2025 年,节油 40%以上,排放水平完全与国际接轨,使科学研究水平达到国际先进行列,人才培养质量得到国内外普遍认同。2030 年力争实现内燃机制造强国目标。
现实状况很骨感
《规划》可谓雄心勃勃,但现实的情况的却很“骨感”。“中国内燃机产品大约比国外落后15~20年。”邢敏毫不忌讳地说到。邢敏告诉记者,当前,我国内燃机产品的动力性、经济性、环保性等主要指标与国际先进水平差距较大,具有国际品牌和国际竞争力的制造企业较少,在用的道路车辆及工程机械、农业机械、船舶和固定配套动力还存在一大批低水平、高耗能产品。面对我国当前严峻的节能减排形势,加快推动内燃机工业节能减排、提高内燃机燃油效率和减少二氧化碳排放,对于加快内燃机工业产业升级、保障我国能源安全和应对气候变化意义重大。内燃机行业中节能减排的突出问题有如下五方面。“其一,内燃机综合能效水平较低;其二,内燃机产业政策有待进一步健全;其三,内燃机绿色制造和再制造基础薄弱,技术水平落后;其四,先进内燃机节能产品比例较低;其五,替代燃料内燃机产品发展正处于起步阶段。”
导致我国内燃机行业落后的根本原因是核心技术创新、研发能力落后。对此,邢敏把国内企业与国外企业做了如下对比,“与国外企业相比,我国制造业产品研发体系不完善,缺失产品核心技术创新、研发这一环节,需要弥补。我国是依靠合资外方或咨询公司提供图纸进行生产。也就是说,在产品核心技术研发环节基本依靠外力;在产品设计开发环节正在形成、建立自己的开发能力;制造、装配环节已经基本可以掌控。”由于缺乏节能减排核心技术导致我国内燃机行业油耗排放高。“欧美制造商在日益严格的政府法规压力下,不得不努力开发节能减排核心技术,使内燃机的平均油耗和排放不断下降。国内企业在理解、掌握和发展内燃机产品节能减排核心技术方面同国外厂商有很大差距,使得国产内燃机的平均油耗和排放高于国外同类产品。”邢敏剖析了国内企业节能减排技术落后的原因,“部分企业不重视研发节能减排核心技术,因为,多年来,国内企业能够以较低的价格向国外购买(即外包设计)较旧的产品核心技术进行生产,或测绘仿制国外较旧的内燃机产品就能满足国内相对宽松的油耗排放法规;而自主研发产品节能减排核心技术要花更多的钱,并承担一定风险。这种状况已持续很长时间,改变这种状况难度很大。”
依靠全行业创新驱动实现目标
《规划》力图改变我国内燃机主要依靠劳动力成本低,以代理加工、贴牌生产为主,采用 OEM 方式吸纳国外产业转移,并没有形成自主品牌从而导致处于国际内燃机制造产业链低端的现状。目前而言,更重要的是,这种粗放式的制造与经营受到了国内资源、环境、生态以及近几年来不断上涨的劳动力价格等因素制约,难以继续扩张。如何改变现状?“‘十三五’规划下,内燃机的发展应以市场为向导,以节能减排为目标,坚持创新驱动,加快产业结构调整,提高全行业的综合竞争实力。内燃机产业在“十三五”期间,要政、产、学、研、用相结合,掌握核心制造技术和关键工艺,推动内燃机节能减排先进技术研发和科技成果转化。同时,产业结构也要向技术方面倾斜,建立支持企业技术改造的长效机制。对于内燃机企业来说,应加强质量品牌建设,不断提升自我研发能力,形成具有自主知识产权的中国创造品牌产品。”
全球气候变化、能源安全等重大问题已成为当前大国之间博弈的焦点,保护地球环境、保持社会可持续发展已成为全球共同关心的议题。越来越高的排放标准不仅对车辆厂商,也对内燃机的生产提出了新的环保要求——实现绿色制造刻不容缓:“为了顺应环境友好型社会的倡导,整个内燃机行业应全面推行绿色制造,注重可替代燃料的研发,全面贯彻执行国家机动车和内燃机排放法规。加速实现内燃机先进制造,综合考虑环境影响和资源使用效率,全面提升清洁高效的加工工艺水平,推广智能化生产,实现绿色生产。推广适于替代燃料内燃机专用润滑油和非常规排放后处理技术,开展新型替代燃料燃烧技术研究。深化替代燃料发动机与现有发动机制造体系兼容。”邢敏说到。
创新驱动虽难,但难关可破。西安交通大学教授黄佐华团队完成的“内燃机低碳燃料的互补燃烧调控理论及方法”项目荣获 2015年度国家自然科学奖二等奖。该研究成果成功应用于内燃机燃烧过程调控,实现了内燃机的高效低污染燃烧。如天然气掺氢 20%的发动机,在 25%废气再循环率时,氮氧化物排放降低 85%~90%,热效率提高15%。柴油补氧在氧含量10%的条件下,颗粒物排放降低40%,热效率提高8%。相信,在创新成为国策的大背景下,我国内燃机行业的脱胎换骨可以期待。