鹿新弟代表提案：關(guān)于支持乳化柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議
“我國(guó)作為世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)之一，能源問(wèn)題現(xiàn)狀復(fù)雜且充滿挑戰(zhàn)。能源結(jié)構(gòu)的不合理、環(huán)境污染的加劇以及能源安全的保障，都是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。節(jié)能降碳、能源優(yōu)化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求?！钡谑膶萌珖?guó)人大代表、中國(guó)一汽首席技能大師、一汽解放大連柴油機(jī)有限公司高級(jí)技師鹿新弟在提案中指出。
在這份《關(guān)于支持乳化柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議》中，鹿新弟提出了對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的新思考。
傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨挑戰(zhàn)，技術(shù)方案各有長(zhǎng)短
為實(shí)現(xiàn)2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，內(nèi)燃機(jī)企業(yè)需要在提高熱效率和降低碳排放方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。據(jù)《內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》內(nèi)燃機(jī)每年消耗我國(guó)石油的60%以上，是石油等含碳燃料的消耗大戶，排出的CO2占全國(guó)總量9.8%。在“碳達(dá)峰”、“碳中和”的需求指引下，使用化石燃料的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的巨大挑戰(zhàn)。
但現(xiàn)實(shí)是，內(nèi)燃機(jī)有效熱效率發(fā)展技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入瓶頸或滯漲期，在目前材料與電氣技術(shù)的情況下，很難實(shí)現(xiàn)減排預(yù)期。
鹿新弟指出，當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)減碳方案各有長(zhǎng)短。具體來(lái)看，目前內(nèi)燃機(jī)減碳方案中，已經(jīng)形成一定產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)規(guī)?；蚓哂幸欢óa(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的有：純電驅(qū)動(dòng)、氫燃料電池、氫內(nèi)燃機(jī)等。這三種方案各有長(zhǎng)短。而乳化柴油技術(shù)可以在發(fā)展其他技術(shù)路線的同時(shí)改善當(dāng)前已有內(nèi)燃機(jī)的碳排放問(wèn)題。
純電驅(qū)動(dòng)方案同有效熱效率技術(shù)一樣，已達(dá)到了當(dāng)前材料學(xué)的瓶頸。在開(kāi)發(fā)出新型的固態(tài)電池、鈉電池等技術(shù)解決電池能量密度問(wèn)題前，無(wú)法有效解決“里程焦慮”、車(chē)輛重量等問(wèn)題。而換電問(wèn)題面臨投入過(guò)高，無(wú)法快速大面積應(yīng)用。
氫燃料電池汽車(chē)與氫內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展受限于氫氣的供應(yīng)和儲(chǔ)運(yùn)難題，雖然可以實(shí)現(xiàn)零碳、零氮氧化物的真零排放，但在短時(shí)間內(nèi)難以快速應(yīng)用。
而乳化柴油技術(shù)是將柴油與水在乳化劑的作用下形成的一種穩(wěn)定的乳化體系。在燃燒過(guò)程中，乳化柴油中的水滴遇熱迅速汽化，產(chǎn)生“微爆”現(xiàn)象。這種“微爆”能夠使柴油霧化更加充分，增加了柴油與空氣的接觸面積，從而促進(jìn)燃燒反應(yīng)的進(jìn)行，提高了燃燒效率。由于乳化柴油是對(duì)現(xiàn)有柴油再加工，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行更換，可以快速地、大幅度降低現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的排放。
鹿新弟指出，不同于生物柴油，乳化柴油生產(chǎn)不存在原料供應(yīng)和多樣性等問(wèn)題，方便大規(guī)模生產(chǎn)。
乳化柴油極大利好節(jié)能減排
自上世紀(jì)50年代開(kāi)始，我國(guó)對(duì)燃油乳化的研究從未停止。乳化柴油技術(shù)曾被列為“八五”期間重點(diǎn)研制及推廣項(xiàng)目。我國(guó)科研人員研制出了801，TY801，T-1401等乳化劑產(chǎn)品并在部分地區(qū)試點(diǎn)推廣。乳化柴油減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的理論、乳化柴油的乳化理論、微乳化理論、微乳狀液的形成機(jī)理、乳化柴油燃燒的微爆理論在國(guó)內(nèi)外有大量的科學(xué)論文及專(zhuān)利。
國(guó)際上，歐美國(guó)家在乳化柴油的制備技術(shù)、穩(wěn)定性研究和燃燒機(jī)理等方面投入了大量研究。例如，美國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)專(zhuān)注于乳化設(shè)備，用于提高乳化柴油的穩(wěn)定性和燃燒效率。歐洲的科研團(tuán)隊(duì)則專(zhuān)注于乳化劑的選擇和優(yōu)化，以提高乳化柴油的性能。
各國(guó)政府在推廣乳化柴油方面也發(fā)揮了積極作用。例如，歐盟則通過(guò)立法手段，建立了乳化柴油標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)使用包括乳化柴油在內(nèi)的清潔燃料。此外，一些國(guó)際組織也積極推動(dòng)乳化柴油技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)技術(shù)交流和合作項(xiàng)目，幫助發(fā)展中國(guó)家掌握相關(guān)技術(shù)。
鹿新弟提出，乳化柴油對(duì)節(jié)能減排有著明顯優(yōu)勢(shì)。第一，降低油耗，提高能源利用率。由于乳化柴油的“微爆”效應(yīng)，柴油能夠更完全地燃燒，減少了未燃燒盡的碳顆粒和其他可燃物質(zhì)的排放。與普通柴油相比，乳化柴油可使燃油消耗降低5%-15%左右。例如，在一些重型柴油車(chē)輛的實(shí)際應(yīng)用測(cè)試中，使用乳化柴油后，在相同行駛工況下，車(chē)輛的百公里油耗明顯下降。這意味著在滿足相同動(dòng)力需求的情況下，乳化柴油能夠更有效地利用能源資源，減少對(duì)柴油這種不可再生能源的依賴，對(duì)于緩解能源短缺具有積極意義。
第二，減少有害氣體排放，首先是減少氮氧化物（NOx）。乳化柴油中的水分在燃燒過(guò)程中可以吸收熱量，降低燃燒溫度，減少氮氧化物的生成，同時(shí)促進(jìn)燃油的霧化，提高燃燒效率。氮氧化物是形成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問(wèn)題的重要污染物之一。研究表明，使用乳化柴油可使氮氧化物排放量降低20%-30%。在城市公交、物流運(yùn)輸?shù)炔裼蛙?chē)使用頻繁的領(lǐng)域，推廣乳化柴油能夠顯著改善當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量，降低對(duì)居民健康的潛在威脅，有利于對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)。
其次，減少顆粒物（PM）。未完全燃燒的柴油會(huì)產(chǎn)生大量的顆粒物，這些顆粒物不僅會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，還會(huì)對(duì)人體呼吸系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害。乳化柴油的充分燃燒特性能夠有效減少顆粒物的排放，可使顆粒物排放量降低30%-70%。這對(duì)于降低城市霧霾天氣的發(fā)生頻率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和公眾健康具有極為重要的作用。
第三，降低溫室氣體排放，二氧化碳（CO?）是主要的溫室氣體，其大量排放是導(dǎo)致全球氣候變暖的關(guān)鍵因素。乳化柴油由于提高了燃燒效率，減少了柴油的消耗，相應(yīng)也就減少了二氧化碳的排放量。每減少一定比例的柴油消耗，就能按照碳平衡原理成比例地減少二氧化碳排放到大氣中。這對(duì)于全球應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)有著不可忽視的貢獻(xiàn)，有助于推動(dòng)我國(guó)乃至全球向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。
第四，擁有較大經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，雖然乳化柴油的生產(chǎn)需要添加乳化劑等額外成本，但由于其能夠降低油耗并提高發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)周期，綜合成本反而可能降低。一方面，油耗的降低直接減少了車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)成本，特別是對(duì)于長(zhǎng)期大量使用柴油的企業(yè)和行業(yè)，如交通運(yùn)輸、工程施工等，能夠節(jié)省可觀的燃料費(fèi)用。另一方面，由于乳化柴油燃燒更充分，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部積碳減少，能夠延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低維修保養(yǎng)成本，進(jìn)一步提高了其經(jīng)濟(jì)性。
五大建議優(yōu)化能源利用
雖然國(guó)內(nèi)外有大量生產(chǎn)乳化柴油、乳化設(shè)備的企業(yè)。但由于乳化柴油的熱力學(xué)不穩(wěn)定的問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)缺乏乳化柴油生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，多年以前大部分投入市場(chǎng)的乳化柴油存在保存期限短，高速動(dòng)力不足等問(wèn)題。使乳化柴油市場(chǎng)認(rèn)可度較低。
鹿新弟舉例說(shuō)明，首先是乳化劑使用問(wèn)題。部分國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)不注重乳化劑的使用、甚至不使用效果可靠的乳化劑生產(chǎn)乳化柴油，導(dǎo)致乳化柴油的油水分離時(shí)間低于30天，這使得它作為商品周轉(zhuǎn)使用存在困難。難于有效保存，增加了供應(yīng)鏈管理的復(fù)雜性，限制了其大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，甚至造成危害。
其次，乳化柴油的配比不夠科學(xué)。由于乳化柴油中添加了水，使乳化柴油的燃油指標(biāo)改變。在未對(duì)乳化柴油改良的情況下使用會(huì)造成乳化柴油在高速或滿載情況下存在動(dòng)力不足的情況。
窘境難破，鹿新弟認(rèn)為首先要重視乳化柴油的戰(zhàn)略地位，大力推動(dòng)傳統(tǒng)能源的有效利用，不斷創(chuàng)新和提高科技水平，滿足能源需求，應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
他帶來(lái)五點(diǎn)具體建議：
第一，將乳化柴油納入國(guó)家清潔能源替代戰(zhàn)略、國(guó)家能源安全戰(zhàn)略，設(shè)立國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)推廣計(jì)劃。
第二，將乳化柴油減排量納入國(guó)家碳排放核算體系，對(duì)接“雙碳”目標(biāo)。
第三，參考國(guó)際上的乳化柴油標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)乳化液檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，建立全流程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，保證乳化柴油有標(biāo)準(zhǔn)可依，完善檢測(cè)認(rèn)證體系。
第四，設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)基金，如“柴油清潔化轉(zhuǎn)型專(zhuān)項(xiàng)基金”、“柴油儲(chǔ)存轉(zhuǎn)型專(zhuān)項(xiàng)基金”。
第五，開(kāi)展規(guī)模化應(yīng)用試點(diǎn)，在長(zhǎng)江、珠江等內(nèi)河航運(yùn)船只設(shè)立示范點(diǎn)，在京津冀、長(zhǎng)三角物流區(qū)、對(duì)不具備更換電動(dòng)車(chē)的礦區(qū)、運(yùn)輸行業(yè)設(shè)立示范點(diǎn)。
