一個新時代的誕生,似乎總是意味著一切舊存在的消亡。
如今,這句話放在新能源汽車領域似乎很是受用。當電動汽車的熱潮逐漸席卷全球,此前穩坐動力“王位”的內燃機,正在慢慢走下“神壇”。
過去的很長一段時間里,內燃機在行業內討論的聲音逐漸衰弱。于是很多人認為:汽車已經不需要內燃機了,需要燃料做動力的時代已然消逝。
但事實并非如此,內燃機不等于燃油發動機,且眼下“如日中天”的電動機,也并不能代表汽車動力的永久、終極技術路線。
究竟誰才能為汽車提供最佳動力?一直是全汽車行業在思考的問題。且在探索汽車動力技術路線的過程中,將伴隨著整個汽車產業的革新和顛覆,甚至其中也不乏蘊藏著“重新洗牌”的可能性。
電動機并非終局,它們沒有放棄內燃機
眼下,要論風頭正盛的汽車動力,定然非動力電池莫屬。
其火熱程度,幾乎改寫了汽車行業格局,帶領一批批年輕的汽車企業站在新舞臺的聚光燈下,十分具備推翻昔日巨頭的氣勢。同時,它也把一條條供應鏈上的企業從幕后推向臺前,成為決定汽車企業命運的關鍵一環。
似乎在一定程度上而言,動力電池越火熱,內燃機就越暗淡。以致于“電動機殺死內燃機”的聲量越來越大,仿佛再談起內燃機已是陳年舊事,內燃機已然被扣上了“落后”的帽子。
然而事實是,在電動機蒸蒸日上的同時,一股股源自內燃機的“勢力”正在悄然醞釀,且“來勢洶洶”。
總有人沒有放棄內燃機。
最新的消息是,7月11日,吉利控股集團發布消息稱,繼2022年11月宣布框架協議后,吉利控股集團和吉利汽車控股有限公司(以下統稱“吉利”)與雷諾集團簽署了一項各自控股50:50的約束性合資協議,成立一家新公司,在全球范圍內研發、制造和供應先進的混合動力總成和高效的燃油動力總成。
據悉,新公司產品可涵蓋全球80%的燃油動力和混合動力汽車市場應用需求。正式運營后,新公司將為多個品牌提供服務,包括雷諾、吉利汽車、沃爾沃汽車、寶騰、日產、三菱汽車公司和PUNCH Torino動力總成公司。
對內燃機有執著的并非只有吉利和雷諾,東風、奇瑞、長安等車企在此領域均有布局。近年來,無論是政策層面,還是學術界以及企業層面,探索內燃機多種技術路線的聲音均絡繹不絕。
在政策方面。2022年8月,工信部明確表示要將氫氣內燃機納入氫能發展戰略中予以支持,并根據氫氣發動機技術進步和應用推廣情況,提前布局相關標準預研。同年6月,一汽、廣汽、濰柴等企業均發布了自研氫燃料發動機成功點火的消息,不僅如此,歐美、日韓車企也都持續儲備相關技術,開發相應的車型。
在學術界。今年第十五屆中國汽車藍皮書論壇上,上海交通大學汽車工程研究院院長、國際汽車工程師學會會士許敏就明確表示:即使過了100年,內燃機還是會存在的。
內燃機燃料角逐
目前來看,內燃機的主要技術路線的燃料包括甲醇、乙醇、氨燃料、氫燃料,以及氫氨燃料等等。
那么,內燃機路徑眾多,究竟何種燃料才是內燃機的最佳選擇?
首先看甲醇和乙醇。甲醇的優勢更多在于燃料成本與用車成本均低于燃油車。一般情況下,甲醇燃料成本在1500-2000元/每噸 ;甲醇汽車每公里成本也比燃油車低,據工信部公布的技術檢測結果,甲醇汽車單位里程燃料費用可比同排量汽油車降低48%。
但甲醇具有毒性,易溶解和腐蝕金屬和橡膠,其保存和運輸均需特別處理,發動機也需特殊設計;且甲醇燃料密度低,這導致甲醇汽車的油箱較大,勢必會犧牲車內空間。
至于乙醇,目前來看,我國的乙醇汽油并不是全部由乙醇組成,而是乙醇和汽油按照1:9的比例組成,且乙醇汽油的成本高于普通汽油高和甲醇汽油。此外,由于乙醇汽油中普通汽油占比高,所以環保程度也遠不及甲醇汽油。
為此,吉利董事長李書福曾多次推廣甲醇汽車。去年6月,全球首款甲醇混合動力轎車吉利帝豪醇電上市。據悉,該款車百公里醇耗9.2L,每公里用車成本不到3毛錢。
其次看氨燃料。當前,氨燃料內燃機普遍需要借助5%~15%能量比的柴油來進行引燃,并未從根本上解決碳排放問題;同時,受限于氨燃料的燃燒特性,氨燃料內燃機的功率輸出低、熱效率低,難以滿足市場需求。
在技術研發上,目前業內對內燃機條件下的氨燃料著火和燃燒穩定性機理的理解尚不充分;現有熱力循環難以滿足氨燃料高能著火與高效燃燒的需要;也缺少適用于氨燃料壓燃應用的內燃機結構等。
再次看氫燃料。氫氣的熱值是汽油的三倍,比汽油更有力、更耐燒 。且氫內燃機比汽油發動機響應速度更快,在實現近乎零污染的環保需求同時,還為內燃機擁護者們保留了引擎的轟鳴聲。
從成本上看,氫內燃機造價成本僅比同等功率汽油發動機高15%,且能直接在傳統內燃機上改造;此外,除了純氫燃料,氫內燃機還可以燒氫與天然氣等氣體混合而成的燃料,節約燃料成本。但氫內燃機也有易發生早燃、回火、排出少量氧化污染物等缺陷。
最后看氫氨燃料。氨作為燃機燃料發電,燃機高效且占地面積小,燃料靈活、余熱利用率高。且由于氨的能量密度比其它無碳的能量形式都高,氨燃機混合驅動的運載工具將為交通領域脫碳提供另一條可行的技術路線。
但從產業技術進步的角度看,在氫氨技術路線探索過程中,效率和經濟性仍是最大挑戰。上海電機學院教授張華曾表示:“目前在交通領域,氫氨與柴油相比具有成本競爭力,二者的PK時機已經到來,但在電力領域,氫氨應用尚處于探索階段,成本競爭力不足,因此與煤的PK時機尚未成熟。”
許敏曾明確指出,內燃機會不會被取消取決于三個因素:“第一,國家層面不取消會怎樣、取消會怎樣?第二,電從哪里來?現在中國的電70%是火力發電,火力發電本身實現不了碳中和,不是內燃機的問題,是燃料的問題;第三,市場用戶,對于用戶來講,好用便宜就行。”
上述言論足以道出內燃機最佳技術路線需要具備的三個基本特征:政策支持、更好實現碳中和,低成本和更優越的性能。
目前來看尚無定論,眾多車企均涉及多種技術路線,其中吉利涉足較廣。也正如李書福所言:未來出行方式將是多元、立體的。其中“多元”便指汽車的多種動力來源,電動化、內燃機等動力方式或長期并存。
誰的“救命稻草”?
實際上,相對于國內車企,國外車企對內燃機的重視程度更深。它們對內燃機的“留戀”與其落后的汽車電動化進程有關,甚至從很大程度上而言,內燃機已經成為國外車企試圖“翻身”的“救命稻草”。
通用、本田和奔馳都有信息披露,它們的全面轉型電動車計劃相比于之前的規劃都將出現一定的延遲。
以通用為例,相關報道顯示,通用早在2021年11月就表示將在2035年實現純電動化,全面轉向純電動車隊。雖然通用汽車并沒有明確什么時候會全面停止生產汽油動力的卡車和SUV,但是此前各方都預測這個時間點會遠遠早于2035年。
6月中旬,路透社報道稱,根據分析師和供應商提供的消息,通用汽車在最近一系列關于工廠重組的公告中暗示,該公司計劃將其最大、最賺錢的內燃機卡車和SUV的生產時間延長10至12年。
且在不久前,通用汽車宣布斥30億美元巨資來升級其在美國和加拿大的五座工廠,而它們是通用汽車用來生產內燃機卡車和SUV的主要工廠。
此外,本田汽車也表示會將內燃機引擎的生產計劃延宕至2040年。為此,本田還不惜投入了大量的資源研發低碳合成燃料,以盡可能幫助內燃機來符合各個國家的排放法規要求,延長內燃機的壽命。
不得不承認的是,日本汽車最擅長的領域還是傳統內燃機以及油電混動技術,豐田1997年就發布了以普銳斯為代表的混動汽車。這也是為何在汽車產業新能源轉型上,以豐田為代表的汽車企業押注氫能,率先研發了氫燃料發動機,和傳統內燃機工作原理相似。
于此,我們或許可以這樣認為:與其說國外傳統車企在電動化轉型上已然落后,在跟上汽車電動化潮流這條路上稍顯蹣跚。不如說它們或許更想“就地躺平”,用電動化戰略為自己盡量“拖延時間”,從而繼續堅守自己更擅長的內燃機動力路線,再圍繞碳中和標準將汽油燃料轉換為更為清潔的燃料。
畢竟,在傳統的燃油車市場上,國外傳統車企具備較大的技術優勢,他們有可靠的供應鏈基礎,也有領先的技術儲備,尤其是內燃機。以至于,從全球市場范圍來看,上述優勢讓它們在電池汽車“披荊斬棘”的今天,依然能占據較大的市場份額,成為我國新能源電動汽車企業必須要正視且需長期攻堅的堅固“堡壘”。