氢发动机能把建设绿色吗?

“我们正在考虑电力施工现场;现在我们考虑氢工作网站。”这些话的蒂姆•Burnhope JCB首席创新和增长,突显出多么快速策略变化的建筑以它的环境影响最小化。

他谈到JCB在二氧化碳零排放氢内燃机的工作,他认为发展将发挥关键作用建设进展的一个更可持续的未来。

英国OEM已经建成,目前正在测试一个新氢汽车原型滑移式装载机。JCB在使用和建立适应引擎技术与现成的组件:一旦点燃氢动力传递以完全相同的方式如柴油发动机。

结果比可以尽其滑移式装载机传统柴油动力相对可以做和行为以同样的方式——燃料成本预计将非常类似于柴油。无趣地正常,你可能会说。

正常是激发其JCB开发者。毕竟,如果客户不采用的技术,那么我们将不会取得进展

“我们的客户说只有两件事——不要太复杂,不要太昂贵的为他们所服务的市场,“Burnhope说

氢的优势

JCB的氢内燃机大致相同的大小,重量和可用性的柴油相当于这意味着现有设备不需要显著的重新设计和操作员培训要求是可以忽略的。然而,但仍有很长的路要走,但正如Burnhope自己承认。

“我们的出发点是我们如何利用我们的专业知识为氢。有一种方法去把它投入生产,但到目前为止没有什么害怕我们,”他评论。

“下一步是让市场和一些实验的产品。我们希望产品有一些客户,这样他们可以使用实验,进行反馈和分析。我们认为,目前,我们将使用这些引擎在我们的范围内,从中档滑移装载机和telehandlers——大约三或四吨以上。”

氢能源
公司对氢内燃机的旅程开始于一个挑战从主席主Bamford导致建立一个专业的开发团队在其电力系统厂在德比郡,英国。

JCB长期以来一直致力于清洁柴油发动机——根据OEM,柴油机是今天生产用机器制造2010年相比减少50%的二氧化碳。有更大幅减少微粒和氮氧化物与1999年的水平相比。

OEM已经发起了一项成功的电动迷你挖掘机和现在有14个不同的模型在其紧凑的设备范围由锂离子电池包括伸缩处理程序,剪刀升降机,矿用汽车和叉车。然后,在2020年,它开发了一个20吨履带挖掘机由氢燃料电池。

在燃料电池,氢和氧结合发电,热,和水。

使用纯氢燃料的燃料电池是完全无碳,他们唯一的副产品是电,热,和水。这是神奇的可持续性,但电池和燃料电池都有它们的局限性。

JCB说电池不实用设备的整机重量超过6吨,如滑移装载机和挖掘机。电池将权衡太多,成本太多,导致机器性能的损失。

与此同时,燃料电池技术尚未解决的技术和成本问题结合供应安全的担忧。

“很显然,我们并不是说燃料细胞不会起飞,但还有很长的路要走。我们必须要慎重,我们不经过迭代的设计意味着最终的产品无法使用,直到说,2050。我们已经开始减少二氧化碳,更快,”Burnhope说。

“未来是正确的解决方案是使用在合适的设备。小时低、使用它可能会电池。大机器工作在更偏远的地方充电更加困难,该行业可能会看其他的解决方案。然后我们认为氢将进入自己的。

”在我们看来将会有一个分散的市场电池,燃料电池,氢燃烧-

市场对于每一个,这取决于应用程序。我们开放所有的技术,可以帮助我们在路上为零二氧化碳,但我们相信,氢燃烧会让我们零二氧化碳快很多。”

迄今为止,JCB的氢燃烧原型已经运行了几千小时,公司计划设计寿命至少同其柴油等价的。

JCB开发者与学术工程师和冶金学家已联络方面的引擎开发,同时试图完善燃料混合。结果是一个涡轮增压内燃机的fuel-to-air比氢- 100部分空气,一部分解决方案交付零排放和令人兴奋的早期结果。

到目前为止,氢的能力坦克对当前原型反铲,在一个工程师的话说,可能不足够做一天的工作。不过,值得指出的是,这是第一个原型机有很多发展和学习还是要做。

很明显,考虑的一个选项是油箱的容量增加,但通过设计进一步提高机器效率变化可以降低所需的燃料,这种方法可以应用于所有类型的机器,无论他们使用的燃料。

供应链是什么问题?
可能的最大障碍的成功的商业发展氢内燃机不会工程或技术挑战,但政治和监管支持结合需要建立与新的供应商的关系。

当然JCB渴望看到一个氢的发展领域,将刺激增长的必要的供应链。Burnhope称,“我们不是看这是其他厂商的销售机会;我们这样做是希望别人会看看我们在做什么,将参与进来。”

氢帮助应对气候变化的潜力只有在最近几年得到充分认可。很长一段时间它是或多或少地忽视了监管者和政界人士。

然而氢内燃机的潜在首次承认在200多年前。

1806年,法国发明家弗朗索瓦•艾萨克·德·Rivaz设计第一个内燃机在氢/氧混合物。

几十年以来,许多汽车梦想家,发明家和工程师已经跟氢内燃机调情,但没有被商业化开发。

今天,JCB的热情一些最大的名称相匹配的技术建设。工作在氢内燃机包括利勃海尔、康明斯发动机制造商,德国FEV引擎的研发专家,英国工程顾问里卡多和航空业巨头空客。甚至公式1是看着它。

都希望他们的创新和承诺意味着全球市场可以成功发达。利勃海尔表示对其工作到目前为止,但康明斯在7月宣布,它已经开始测试一个氢燃料内燃机。

“我们正兴奋对氢发动机的潜力减少排放,并为客户提供功率和性能,“Srikanth Padmanabhan说,总统在康明斯发动机部分。

“我们正在使用新引擎平台配备最新的技术来提高功率密度,减少摩擦,提高热效率,使我们避免与转换相关的典型性能限制和效率妥协柴油或天然气发动机氢燃料。

“我们已经取得了重大的技术进步,并将继续前进。我们将这个解决方案市场持乐观态度。”

下一步,该公司计划评估发动机在各种和越野的应用程序和说,氢发动机提供oem厂商和最终用户的利益继续使用熟悉的机械动力传动系统适应性的车辆和设备集成现有动力系统的镜像。

欧洲清洁的氢联盟
FEV,领先国际车辆和动力总成开发人员驻扎在德国亚琛市是另一个公司在同一个方向。这部分是应对欧盟启动欧洲清洁的氢联盟在2020年到2030年创建一个集成的氢市场的目的。

欧盟的举动重新讨论什么是最合适的方式使用氢和FEV JCB已经达到一个类似的结论。“氢内燃机是一个健壮的、有成本效益的选择零二氧化碳运输。它可以实现当前的生产基础设施相对简单的潜力并提供现有的车辆,“总裁兼首席执行官Stefan Pischinger教授说,FEV组。

因为氢气是一种无碳燃料,只有少量的一氧化碳、二氧化碳和烟尘产生烧焦的润滑剂。废气的主要成分是氮氧化物(NOx),但其低废气温度意味着——即使没有废气后处理氮氧化物已经低于当前水平的限制。

JCB等,FEV说,还需要进一步的研究,例如点火系统,曲轴箱通风,燃料混合物和废气处理。所有的公司都希望看到引擎测试长期参与现场工作条件排除任何担心迄今尚未浮出水面。

氢脆的可能性——当金属可以变得脆弱的介绍和扩散氢的物质——是一个关注的话题,尽管据报道日期没有问题。环保组织还指出,发展中氢内燃机的环境效益取决于产生氢气。

所谓蓝色氢来自天然气及其制造生产二氧化碳作为一种副产品,它必须捕获和存储。因此,反对者认为,不确定性存储技术意味着蓝并不是一个零排放氢燃料和不应该被提升。

另一方面,绿色的氢是通过电解氢的生产可再生能源,这一过程水分解为它的基本元素——氢气和氧气使用电流。过程中使用的电力来自可再生能源如风能、水电和太阳能。

氢内燃机
除了绿色氢的可用性,更大的障碍很可能需要政治支持,有效的监管和建立供应链与新的商业合作伙伴至关重要。JCB的开发工程师指出,“我们结交很多新朋友”。

OEM是乐观地认为,供应链将开发和制氢可以加大足以满足未来的需求,鼓励报告的许多大公司想进入这个市场。

但政府和监管机构将需要同意国际标准和快速开发政策氢气生产、分配和存储。JCB主席主Bamford强调,反对化石燃料不应该导致一条毯子拒绝一切形式的内燃机。

他说,“我们认为,应该继续使用和发展内燃机(ICE)技术;化石燃料的使用在机械在未来可能被淘汰,但不意味着冰没有一个重要的持续作用,帮助达到零二氧化碳排放。”

许多组织之一“密切关注事态发展,欧洲异常道路运输协会和移动吊车。其成员主要工作建设、能源和工业项目。

门主管吨Klijn说,“氢内燃机的发展是非常令人兴奋的。我们只能希望我们的政治领导人在布鲁塞尔和欧盟成员国跟上变化的步伐。

“如果行业发展需要的新的供应链,我们需要我们的政治家们显示清晰的思维和领导能力——这意味着同意必要的监管框架和统一标准。

“我们知道从痛苦的经验,我们长期运动协调欧洲标准等不正常运输,目标是远比提供容易的辩论。我们只能希望气候紧急将引起更大的紧迫感。”

没有这样的协议,JCB的巨大进步和其他建筑和越野的部门很可能是徒劳的。