將全球暖化降至1.5°C的《巴黎協定》的背景下，這是一個議題
但內燃機的死亡，如果不使用柴油本身，可能被過度誇大了
柴油內燃機即將死亡是否被過度誇大了？
2023/04/16閱讀時間約 7 分鐘
無論是公路用電動汽車，還是OEM(原始設備製造商)，關於最新電動營建機械市場消息源源不斷的鼓吹，柴油內燃機的日子都已經不多了。
事實上，儘管電動營建機械的範圍在過去幾年中急劇增加，但它們仍然只佔全球銷售的很小一部分。 在歐洲，它可能是0.5%市占率，幾乎都是小型機器類別，如小型挖土機和小型輪式裝載機。
在中國，由於供應的電動汽車數量略高，因此供應的電動汽車裝載機和挖土機的噸數最大到20噸。但Off-Highway Research估計，電動機器在中國的銷售市占率約為1%。柴油動力機器仍然主宰著非公路用的市場。”
殼牌全球解決方案的燃料科學家Allen Aradi博士去年在柴油進步峰會上表示：「OEM對內燃機（ICE）感到厭倦，特別是在輕型車輛領域，我認為這是一個錯誤。」
現在看起來可能不可行和不方便，但隨著2050年的臨近，你會發現低碳燃料和燃燒它們的燃燒系統將變得非常重要。
電池電電池和燃料電池的限制
全電動機器當然將是產品組合的一部分。 但它們並不適合營建業中的每一個應用，特別是在較重負載的大規模應用。 當涉及到溼度和熱管理時，電池涉及特殊的挑戰。 這代表著，在某些惡劣的操作環境中，內燃機通常仍然更加適合。
然後是成本。 例如，緊湊型履帶式裝載機的電動版本目前的價格可能是其柴油動力當量價格的兩倍多。 雖然消費者可能準備支付額外費用來發表關於他們對環境的立場的宣告，但對於世界各地的承包商來說，這很可能是決定購買決定的底線。
充電設備也可能被證明是一個挑戰，特別是在偏遠地區，或者補充電池所需的時間可能會干擾預定工作。
來自“綠色”氫燃料電池的能量也有潛力成為解決方案的一部分，但不太可能滿足所有建築和土方裝置的能量和功率強度。 一些人認為，燃料電池也容易受到惡劣條件的影響，包括溼度、海拔、灰塵以及衝擊和振動。 但開發它們的公司聲稱，耐用性正在提高，燃料電池單元與電池配對，其執行時間比柴油發動機長或更長。 燃料電池不太有利的地方是它們成本高昂，而且執行燃料所需的氫仍然相對難以獲得。
柴油動力系統的主要優點之一是它們非常緊湊。 傳動系統和能量儲存比沒有電池的燃料電池系統（需要更多儲存空間）或電動電池（傳動系統需要更少的空間，但同樣需要更多能量儲存）所佔用的空間更少。 當機器上的儲能量無法增加時，直到加油前運轉時間都必須減少。
燃燒發動機將繼續存在，但需要改變
就排放而言，柴油發動機已經比起過去的排放量清潔了95%。 它們也變得更有效率，但沒有達到能解決碳排放挑戰的程度。 為了達到碳減排目標，營建業需要戒掉柴油。
但這並不是說內燃機不能與電池和燃料電池一起成為組合的一部分。 “幾乎所有發動機製造商都在關注電氣化和燃料電池。
KHL集團電力部門編輯副總裁Mike Brezonick說：“但在我看來，內燃機將存在很長時間，特別是在非公路應用，那裡的電氣化面臨著解決應用需求的挑戰。”
Liebherr內燃機業務董事總經理Ingo Wintruff博士在去年的柴油進步峰會上表示：“擔憂的不是內燃機，而是燃燒的燃料。 內燃機在惡劣條件下具有無與倫比的優勢，它們已經有利於更高的能量和更高的功率密度。”
此外，替代燃料，特別是氫氣的噴射技術已經存在。 在承認燃燒不是唯一的解決方案的同時，Liebherr正在努力發展其ICE之間的高通用性，以使內燃機盡快適應，從而使它們能夠處理不同的燃料。
"零排放"內燃機對燃料的可用性帶來了挑戰。
在某些地區，使用氫化處理植物油（HVO）的內燃機已經相對普遍。 例如，在2022年底，建築和基礎設施承包商BAM承諾使用HVO燃料，作為到2026年其運營脫碳策略的一部分。
然而，並非每個人都同意這種方法。 在去年釋出的一份立場檔案中，Balfour Beatty指出了HVO在可追溯性和碳足跡主張方面的“嚴重問題”，它表示在承諾之前需要“解決”。
市場上也存在的不同的意見，不僅圍繞替代燃料是否真的是永續性，而且圍繞其跟上潛在需求的能力，存在更廣泛的不確定性。
JCB在美國拉斯維加斯舉行的ConExpo 2023上推出了第一臺零碳排放氫燃料發動機。 該公司已為該專案投資1億英鎊（1.2億美元），並且已經安裝在輪式裝載機和伸縮式裝卸機中運轉的原型機。 它還開發了一個移動加油系統，這系統允許從現場拖車中取出氫氣，並在作業現場工作時使用加註器分配到機器上，就像使用加油車為柴油機加油一樣。
儘管如此，一位行業內部人士將為氫動力發動機加油的基礎設施描述為“孕育中”。 考慮到發動機技術本身仍處於早期階段，這並不奇怪。
如果像HVO或氫氣內燃機這樣的替代燃料有助於營建業的脫碳努力，那麼除了關於其可持續性的保證外，它們還需要非常迅速的擴張。
Aradi博士在向柴油進步峰會發表演講時指出：“在燃料方面，我們需要做更多的基礎科學，這樣我們才能將其傳遞給OEM，以便他們能夠正確最佳化發動機。” 他說，這些燃料是“必須的”，而不是一種選擇，它們有可能抵消對柴油的需求。 但除非發生什麼事，否則它們的生產量將跟不上需求。
雖然脂肪酸甲酯(FAME)、氫化植物油(HVO)、乙醇和甲烷(LNG)在2035年之前足以滿足需求，但Aradi表示，從2035年到2050年，需要更多的擴大規模來滿足需求。
對於生質石油、生質天然氣、氫氣（綠色/藍色）和氨等更多樣的選擇，目前沒有足夠的可用性，它們需要進一步擴大規模來滿足未來需求。
他呼籲在燃料供應商、OEM和監管機構之間制定路線圖和合作，以建立生產流程並增加產量。
亞拉迪說，他認為有必要實施“基於自然的解決方案”來增加飼料庫存，並強調它們需要永續性。 他建議解決赤道非洲等半乾旱、低人口地區的水管理問題，然後將那裡的土地轉化為生物質增長。
他補充說：“然後，當我們來到監管機構時，他們需要簡化將這些新成分引入市場的過程。 燃料供應商和OEMs(原始設備製造商)需要向監管機構施加壓力，以確保隨著這些零碳燃料變得可行和可用，我們將它們直接投放市場，而無需通常的繁文縟節。”
柴油目前佔主導地位
將使柴油“更清潔”的工作，特別是就顆粒物和氮氧化物排放而言，可能會繼續。
歐盟對非公路車輛的第五階段非道路排放標準目前是世界上最嚴格的。與此同時，美國可能會轉向第5層標準，可能在2026年至27年左右實施。
中國去年實施了第一個中國國家標準4越野法規，涵蓋560千瓦以下的所有柴油非道路裝置。 該標準基於歐盟第3B階段，增加了對顆粒數量的限制，導致要求使用柴油顆粒過濾器。 小型發動機（37千瓦以下）的標準是仿照環境保護局（EPA）的2級標準制定的。
繼續關注減少柴油發動機的有害排放，反映了一個事實，在未來一段時間內，在非公路應用中可能會佔主導地位。
預測未來，特別是考慮到過去幾年的事件，已經成為一種遊戲。但可能需要幾十年才能開始取代柴油發動機。
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