绿色动力,双碳引领:潍柴动力股份有限公司

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绿色动力,双碳引领:潍柴动力股份有限公司

2024-07-11 00:02| 来源: 网络整理| 查看: 265

为深入贯彻落实党中央、国务院关于“做好碳达峰、碳中和工作”的决策部署,经报国家碳达峰碳中和工作领导小组办公室有关领导同志后,中国工业经济联合会自2022年起,从遴选示范、调查研究和宣传培育等三个维度开展中国工业碳达峰“领跑者”企业研究工作,找出并宣传推广企业优秀成果与案例,助力工业领域更好地开展碳达峰和高质量发展工作。

根据工作计划,中国工业经济联合会将在有关部委、部分地方政府和行业组织的支持下,持续做好中国工业碳达峰“领跑者”企业研究工作,在2022年已经发布的42家首届中国工业碳达峰“领跑者”企业基础上,到2025年累计找出300家(其中,2023年计划选出约60家),到2030年累计找出1000家中国工业碳达峰“领跑者”企业。

现将调研过程中了解到的一些优秀企业成果和案例进行系列报道,为各地方、行业、企业做好工业碳达峰工作,实现工业绿色低碳转型和工业高质量发展提供参考借鉴。

 

潍柴动力股份有限公司(以下简称“潍柴”)是中国内燃机研发、制造、销售重点骨干企业,是中国综合实力最强的工业装备跨国集团之一。

多年来,潍柴始终坚持产品经营、资本运营双轮驱动的运营策略,致力于打造兼具品质、技术和成本三大核心竞争力的产品,成功构筑起了动力总成(发动机、变速箱、车桥、液压)、整车整机、智能物流等产业板块协同发展的格局,拥有“潍柴动力发动机”“法士特变速器”“汉德车桥”“陕汽重卡”“林德液压”等国内外知名品牌,深得客户信赖,形成了品牌集群效应。其中,发动机产品远销全球150多个国家和地区,广泛应用和服务于卡车、客车、工程机械、农业装备、船舶、电力等细分市场。

在77年的发展历程中,潍柴得到国家和社会的高度认可,荣获了“国家科技进步一等奖”“中国质量奖”“中国商标金奖•商标创新奖”“全国质量奖”“中国工业大奖”“中国机械工业科技进步特等奖”等荣誉称号。

 

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图1:潍柴工业园

作为中国内燃机行业的领军企业,潍柴秉承“绿色、清洁、可持续”发展理念,积极践行社会责任,牢牢把握绿色低碳转型发展趋势,着重打造绿色产品、绿色制造、绿色运营以及绿色产业链,走出了一条绿色低碳高质量发展之路,助力国家双碳战略目标的实现。

一、突破核心科技,持续打造绿色低碳产品

一是提升内燃机热效率,持续减排降碳。内燃机是汽车、工程机械、农业装备、船舶、国防装备的主导动力,在可预期的未来,内燃机仍将在上述领域配套中占支配地位。潍柴深耕内燃机领域数十年,持续引领行业节能减排技术全面升级。近年来,积极响应国家“碳达峰、碳中和”战略目标,进一步加大研发投入,不仅具备了满足下一代排放标准的技术能力,而且针对柴油机热效率提升开展持续技术攻关。

依托强大的研发团队和先进的研究平台,突破了高效燃烧低传热、高爆压高可靠性、低排放污染物、智能控制等一系列世界级难题,掌握了后处理系统、燃油系统、电控系统等关键技术,不断降低内燃机燃油消耗,减少产品污染排放,先后于2020年9月16日发布全球首款本体热效率达到50.23%的商业化柴油机,2022年1月8日发布全球首款本体热效率达到51.09%的柴油机,2022年11月20日发布全球首款本体热效率52.28%的商业化柴油机,三次刷新全球纪录,显著提升了我国在世界柴油机行业的话语权,对内燃机行业减排降碳作出重大贡献。

与市场现有主流产品(平均46%热效率柴油机)相比,52.28%本体热效率技术的商业化应用,可实现油耗、二氧化碳排放分别降低12%。每年可为我国节油1900万吨、减少二氧化碳排放量6000万吨。在国家全面倡导绿色低碳高质量发展的大势下,该技术的自主突破,意义重大。

 

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图2:柴油机本体热效率全球首次突破50%

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图3:柴油机本体热效率全球首次达到51.09%

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图4:柴油机本体热效率全球首次达到52.28%

二是持续提升天然气发动机技术。天然气发动机具有较高的环保性和经济性,是实现“双碳”目标的重要技术路线之一,对优化我国能源结构、助推节能减排具有重要意义。针对天然气发动机热效率低等行业难题,潍柴开展持续攻关,攻克了商用车天然气发动机高效燃烧、低排放控制、高可靠性等技术瓶颈,开发出了具有自主知识产权的系列燃气发动机产品,百公里气耗比同类竞品低1-2kg,同时在保证产品性能及可靠性的前提下,贵金属含量控制达到行业最优水平。

与此同时,潍柴还布局了WPDI技术,完成国内首款满足国六排放的WPDI天然气产品开发,气耗优势显著。2022年11月,潍柴发布了本体热效率全球首次突破54.16%的天然气发动机,这是全球天然气发动机技术领域新的历史性重大突破,是对内燃机行业的一次革命性颠覆,天然气发动机热效率首次超越柴油机,成为了热效率最高的热力机械。这一创举将给全社会带来巨大的现实价值,相比普通天然气发动机,燃料费用节省20%以上,碳排放水平降低25%,全行业每年可减碳3000万吨。

作为天然气发动机的领军企业,潍柴独占全球大功率天然气发动机70%的市场份额,产销量稳居世界第一,引领我国天然气发动机产业技术升级,为我国节能减排和“双碳”战略目标实现贡献了潍柴方案。

 

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图5:天然气发动机本体热效率全球首次达到54.16%

三是绿色低碳内燃机技术成果累累。牵头建设省级及以上重大科技创新平台,助力国家打造战略科技力量。2006年,获批国家认定企业技术中心;2009年,获批国家商用汽车动力系统总成工程技术研究中心;2015年,获批建设内燃机可靠性国家重点实验室,2022年重组为内燃机与动力系统全国重点实验室;2016年,获批卡车动力总成国家专业化众创空间。

这些“高能级”平台激发创新“裂变”,绿色低碳内燃机技术布局成果颇丰。开展甲醇、氢气、氨气等替代燃料内燃机研究与应用,道路用、非道路用甲醇发动机动力性、经济性指标均全面领先。氢内燃机技术方面,完成了关键核心技术和商业化应用的突破,掌握了一批原创性专利技术,实现了有效热效率41.8%,并发布全国首台商业化重卡用氢内燃机。

近五年,潍柴获得绿色低碳科技创新相关授权专利1014项,其中发明专利477项,实用新型专利530项,外观设计专利7项。关键技术专利获得中国专利金奖。围绕发动机热效率布局相关专利143件,其中授权专利100件,发明授权专利56件;在发动机后处理技术上,从结构优化、控制、检测诊断3个方面共布局系列专利100余项,获批山东省百项核心技术知识产权项目。

二、加快新能源产品的布局和产业化

潍柴坚持多种新能源路线并举,并已实现了燃料电池、混合动力、纯电动三大动力总成产品的布局和产业化,先后与弗尔赛、德国博世、加拿大巴拉德、德国欧德思和瑞士飞速等公司进行战略合作,掌握了氢燃料电池关键技术资源,建立起“单电池-电堆-系统-整车”的氢燃料商用车完整产业链。

潍柴建立了燃料电池系统及整车研发和测评能力,潍柴动力新能源试验中心获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)颁发的实验室认可证书,成为行业首个同时通过氢燃料电池和固体氧化物燃料电池产品试验检测认可的实验室。2021年获批建设国家燃料电池技术创新中心,打造世界级的燃料电池技术研发基地、高端人才培养基地、科研创新试验基地、战略新兴产业培育基地和重大成果输出基地,全面提升我国燃料电池及相关行业核心竞争力。

 

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图6:国家燃料电池技术创新中心揭牌

目前,潍柴已经组建了具有自主创新能力的研发团队,在燃料电池全产业链研发和产业化方面取得了一大批具有完全自主知识产权的突破性成果,并建成全球最大的2万台燃料电池研发制造基地。

在氢能领域,潍柴先行先试,率先扛起了氢能发展的大旗,承担科技部与山东省联合实施的“氢进万家”科技示范工程,开发形成了10kW-260kW系列化燃料电池发动机产品,实现了在公交、客车、牵引车等车型的应用配套。

 

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图7:中国第一辆雪蜡车

——装配潍柴氢燃料电池的中国第一辆拥有完全自主知识产权的智能雪蜡车——中国重汽“黄河”雪蜡车服务北京冬奥会;

——中国首艘80客位氢燃料电池客运船在济南雪野湖下水;

——国内首款大功率金属支撑商业化集装箱式氢燃料电池热电联供系统已在潍柴氢能园区投入运行;

——国内首款30kW SOFC(固体氧化物燃料电池)热电联供系统在潍坊投入运行,该SOFC产品发电效率达到60%,热电联产效率高达92.55%,创下了大功率SOFC热电联供系统效率全球最高纪录。

 

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图8:SOFC热电联供

潍柴开发的“电池+多合一控制器+电机+集成电驱桥”纯电黄金动力总成,整车效率高,能耗低。开发的高速扁线电机,采用了行业先进的“8层”扁线技术,功率密度领先竞品10%以上,纯电动重卡中央驱动电机高效区90%以上区域占比超过90%。潍柴轻卡纯电动力总成、重卡纯电动力总成、混合动力总成产品已批量交付客户运营,助力国家“双碳”战略实施,为产业发展注入绿色潍柴新动力。

三、全面推进绿色制造

潍柴积极履行国企社会责任,践行绿色低碳的可持续发展理念。先后于2017年获得国家工信部绿色供应链管理示范企业、低碳山东行业领军单位;2019年荣获工业产品绿色设计示范企业;2021年荣获国家和山东省第一批“绿色工厂”。在新产品、新技术、新材料、新工艺应用方面,潍柴积极探索,深挖节能潜力,实施系列节能改进项目,提升能源综合利用率。

一是新技术赋能效率提升。潍柴将绿色制造贯穿生产全过程,积极推动绿色制造技术的研究及应用,在铸件防锈工艺、旧砂处理再生工艺、水性漆喷漆工艺、特色试车工艺、再制造技术等方面开展技术研究并批量应用,推进工艺技术创新,实现发动机生产过程工艺技术的绿色化。

二是自动化、信息化转型深挖节能潜力。潍柴已建成高端发动机智能生产线,通过应用智能化、自动化装备,实现无人化、少人化操作,提高生产效率的同时减少能耗,目前已建成的“黑灯工厂”,车间设备自动化率达到80%,实现发动机生产过程工艺装备的绿色化,真正将“绿色制造”做到实处。

三是积极探索运用节能技术,不断提升能源利用效率。长期以来应用了变频技术、谐波治理、无功补偿、LED照明、超滑涂层、低阻管道、黑体材料、磁悬浮电机、非晶合金变压器、闭环控制、自动化集控等大量节能技术和节能产品。

四是充分利用循环经济。以旧换再,引领发动机再制造,应用铸造废砂再生循环利用技术,降低铸造资源和能源消耗,固体废弃物铸造回炉料、机加工废铁屑、铸造排尘灰回收及综合利用,减少资源流失,降低环境压力。

四、绿色运营,节能减排

一是调整能源结构,提升用能效率。积极推进光伏发电项目应用。通过能源管理,采用“自发自用、余电上网”模式,充分利用企业厂房屋顶建设分布式光伏发电站。分别于2014年、2020年实施6.1兆瓦、5.0兆瓦光伏发电项目,年发电量约1050万千瓦时。2022年自主投资约4亿元,利用公司厂房屋顶,大规模建设分布式光伏电站。

二是余热余能再利用提升综合效率。实施电力测功机替代水力测功机,将原耗散的能量转化为电能;充分利用试车余能发电,2022年发电3255万千瓦时,节约标煤3877吨,经济、社会效益显著;实施热电厂高温余热热水代替蒸汽热源用于采暖,有效提升区域能源利用效率;采暖低温回水全部回供热力公司,每年减少热力散失3万吉焦,节约水资源3万吨;实施空压机余热回收再利用项目;2022年,潍柴深度挖掘空压机、冷却水等低温余热,用于预热、洗浴等。

三是打造智慧能源管理平台。潍柴通过细化能源计量颗粒度,建立能源数据在线采集、分析、管控平台,固化“源、网、荷、储”综合能源管控模式,输出能源绩效改进提升建议和节能改造项目,已经实现了对总部各园区的电、蒸汽、天然气等能源消耗集中的动态监控,对离散分布在园区内的2600余块计量仪表进行集中采集管控,动能站房无人化智能巡检管控,全区重点设备能耗数据100%抓取,运维效率提升67%,清水重复利用率99%以上,采暖系统节能约50%,空压机站能效提升约4.6%,制冷站房能效提升约14%,企业各园区用能费用降低2%。

 

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图9:潍柴智慧能源管理平台

五、构建绿色产业链

潍柴充分发挥产业链“链长”作用,建立起企业产品的生态链,推动实现跨产业融合升级,在供应链方面,潍柴将供应商在环境、社会及管治方面的表现纳入供应商准入、评估和退出等全过程,推动供应链可持续管理。针对供应商准入,潍柴通过内部推荐评审、现场审核、公司推荐评审等方式开展准入考核,内容涵盖了质量、职业健康、安全、环境管理等评价内容。

潍柴优先选择通过ISO14001、IATF16949或其他等同标准体系认证的供应商,并鼓励供应商提供使用环保材料和循环包装的产品。2022年,潍柴供应商ISO14001、ISO9001或IATF16949质量管理体系认证覆盖率达100%。

为供应商导入WOS(Weichai Operation System)质量管理体系,带动产业链共同绿色发展。“WOS潍柴质量管理模式”被国务院国资委评为“十大标杆模式”之一,自2019年以来,潍柴已累计培训供应商303家。

未来,潍柴将积极践行绿色低碳转型和高质量发展理念,持续聚力节能降碳,不断加速核心技术和重大原始创新攻关,引领我国装备制造产业链迈向高端,实现共赢发展。

 

联系人:中国工业碳达峰项目组

电  话:010-62385286、010-62386769

邮  箱:[email protected]

 



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