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混合动力系统在脱碳中的作用

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09 六月 2024

Hatz公司的Ben Froland提前透露了他将在电力进步峰会上发表的关于混合动力系统和脱碳的演讲内容。

谈到电力生产在现代世界中的作用,本·弗罗兰承认自己有点理想主义。这位哈茨美洲公司电力产品经理表示,他乐于相信各行各业都在携手合作,为世界的进步做出贡献。

“我想为人们提供电力解决方案,因为发电——主要依靠柴油和汽油——使许多国家从一无所有发展到相对稳定,”弗罗兰说。

本·弗罗兰(Ben Froland)(照片:Hatz Americas)

弗罗兰德计划于10月在电力进步峰会上发表演讲,探讨混合动力系统(即结合内燃机和电池电力驱动的系统)在脱碳进程中的作用。他与《电力进步》杂志谈到了他的演讲计划。

脱碳意味着什么

弗罗兰表示,他预计他的演讲将包括对脱碳实际含义的讨论,因为他认为脱碳已经沦为“流行语”。

“我认为大多数人甚至都不会想到去问那是什么,其中的等式是什么,以及我们所做的一切究竟产生了多大的影响。”

弗罗兰指出,就二氧化碳(CO2)——脱碳的核心温室气体(GHG)——而言,有很多变量,包括自然变量和其他变量,都会影响其生产和消费。

弗罗兰德说:“即使是环保主义者也会承认,总共有大约55个变量。”他补充说,地球的大气层、海洋和陆地都发挥着作用。他表示,对于那些讨论脱碳的人来说,认识到这种可变性至关重要,这样才能避免草率地摒弃现有技术,例如柴油发动机。

弗罗兰德说:“例如,在上一轮柴油发动机排放标准制定过程中,我们将氮氧化物(NOx)和颗粒物排放量分别降低了90%。这非常好,我们希望将柴油这种‘污染’能源视为一种‘肮脏’的能源。”

弗罗兰德认为,柴油将继续在发电领域发挥作用的原因之一是其能量密度高。

“柴油仍然是地球上能量密度最高的介质,”他说。“没有任何东西能比一加仑柴油含有更多的能量。”

弗罗兰补充说:“当你观察电池的尺寸和重量时,即使是好的锂电池,与一加仑柴油及其储存的能量相比,仍然非常重。”

使柴油更清洁

弗罗兰德认为,发电的关键在于将这两种动力源结合起来,使柴油发动机仅在必要时运行——通过避免连续运行,使原本清洁的柴油动力变得更加清洁。

Hatz fiPMG系统可在一台机器中同时提供柴油和电池动力。(图片:Hatz)

“所以,清洁柴油发动机在混合动力技术中的应用在于,现在你可以审视一下机器,然后说,过去我通常会一直运行一个更大的发动机,效率很低——发动机只是空转,除了等待执行某些工作的指令之外,没有任何其他作用。而混合动力技术的真正优势在于,你可以将柴油发动机的所有能量转移到新型电池中。”

弗罗兰以输送泵为例。

“我不需要柴油发电机一直运转,等着它启动、抽水一会儿然后自动关闭,”他说。“你可以直接用电池充电——而且可以反复充电——直到电池电量低到一定程度。然后电池就会发出信号,说‘好了,我需要充电了’,这时那台小型柴油发动机就会启动,把电池重新充满。”

弗罗兰德表示,这也是一种特别节省燃料的方法。

“我们用于电池充电的小型永磁发电机油箱容量不大,但可以反复运行,”他说。“我认为每小时耗油量为0.08加仑,我可以在一小时内给50到100千瓦时的电池充电,然后用这点燃料反复使用。”

这种混合方法的另一个优点是维护成本低。

“由于混合动力应用并非持续运行,因此几乎不需要对发动机进行任何维护,也不需要人力去进行维护,”他说道,并补充说,间歇性发动机使用意味着需要很长时间才能达到保养周期,例如 Hatz 小型柴油发动机的 250 小时换油周期。

弗罗兰德说:“所以这种小型发动机的排放量非常低,而且只在必要时才运转。这就是它真正带来的好处。”

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