Hydro có phải là tương lai của thiết bị xây dựng?

Chúng tôi tin rằng tương lai sẽ không có một hướng đi duy nhất mà thay vào đó sẽ có nhiều giải pháp có khả năng đáp ứng mọi yêu cầu của nhiều loại máy móc: động cơ đốt trong, bộ nguồn hybrid (nhiệt điện) và máy chạy hoàn toàn bằng điện. các đơn vị năng lượng sẽ cùng tồn tại với nhau.

Việc áp dụng công nghệ này hay công nghệ kia đã phụ thuộc vào nhiều yếu tố, máy móc và chu kỳ hoạt động của nó, thị trường, môi trường mà máy sẽ hoạt động và các yêu cầu của nó.

Nhìn vào máy móc xây dựng, ngày nay chúng ta nhận thấy sự gia tăng số lượng máy được trang bị bộ nguồn điện ở phạm vi kích thước nhỏ. Đây là một xu hướng rõ ràng.

Trong trường hợp máy móc có nhu cầu điện năng hạn chế, phạm vi hoạt động hạn chế và hoạt động trong môi trường đô thị nơi có sẵn nguồn điện để sạc, chúng có thể hưởng lợi từ việc sử dụng các bộ nguồn điện.

Mặt khác, các máy lớn hơn tiếp tục chủ yếu dựa vào động cơ diesel. Tôi tin rằng lý do của điều này nằm ở những đặc điểm cơ bản của công nghệ động cơ đốt trong mang lại những lợi thế rõ ràng.

Ví dụ, tôi đang đề cập đến một lượng lớn năng lượng có thể được tích trữ trong bình xăng, điều này cuối cùng không giới hạn phạm vi hoạt động của xe hoặc ảnh hưởng đáng kể đến cách bố trí và khối lượng. Việc nạp nhiên liệu cũng rất nhanh và không ảnh hưởng đến thời gian hoạt động của máy.

Chưa kể giá thành của động cơ diesel thấp hơn đáng kể so với các công nghệ khác.

Trọng tâm chính của việc phát triển động cơ diesel tại thời điểm này là gì?

Nói một cách ngắn gọn, tôi có thể nói rằng mục tiêu chính của việc phát triển động cơ diesel là tối đa hóa giá trị cho các OEM và người dùng cuối đồng thời giảm tác động đến môi trường.

Điều này đạt được bằng cách xác định, lựa chọn và tích hợp các công nghệ mới phù hợp vào sản phẩm thông qua các hoạt động R&D.

Cụ thể, một trong những mục tiêu chính trong quá trình phát triển là tối đa hóa năng suất và thời gian hoạt động của máy, đồng thời giảm thiểu tổng chi phí sở hữu, từ đó cho phép người dùng cuối tận dụng tối đa máy của họ.

Để đạt được những mục tiêu này, nhà sản xuất động cơ phải thực hiện theo một số con đường, bắt đầu từ giai đoạn lên ý tưởng thiết kế của động cơ mới.

Phương pháp giảm kích thước động cơ (hoặc, như chúng tôi nói, kích thước phù hợp) là một trong những yếu tố then chốt để cải thiện hiệu suất động cơ và do đó, nâng cao năng suất máy.

Tất nhiên, tôi đang đề cập đến công suất và mô-men xoắn đầu ra cũng như khả năng của động cơ đáp ứng kịp thời các nhu cầu thay đổi tải và tốc độ đột ngột điển hình của nhiều máy xây dựng.

Việc định cỡ phù hợp cũng có lợi cho việc kiểm soát mức tiêu thụ nhiên liệu cũng như nhiều đặc tính khác của động cơ. Giảm thiểu tiêu hao chất lỏng (nhiên liệu, dầu bôi trơn, DEF – trong trường hợp động cơ có SCR sau khi xử lý) là yếu tố then chốt trong việc kiểm soát chi phí vận hành máy.

Để đạt được mục đích này, chi phí dịch vụ và bảo trì cũng cực kỳ quan trọng: cách bố trí động cơ phải được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động dịch vụ (các công cụ dịch vụ tiên tiến cũng cần được xem xét cho mục đích này); song song đó, các tính năng nhằm tăng thời gian bảo dưỡng cũng cần được xem xét trong thiết kế động cơ.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, dấu chân môi trường là một mục tiêu quan trọng khác của việc phát triển động cơ diesel. Chúng tôi tại Kohler Engines, phù hợp với bản sắc của Tập đoàn, đang nỗ lực hướng tới một tương lai bền vững hơn.

Theo quan điểm của chúng tôi, việc sử dụng nhiên liệu hydro trong động cơ đốt trong là một trong những lựa chọn hấp dẫn nhất mà chúng tôi có để giảm thiểu tác động môi trường của hệ thống truyền động, đồng thời tiếp tục khai thác những ưu điểm của động cơ so với các hệ thống khác.

Chúng tôi tin rằng không gian nhiên liệu mới đóng vai trò cơ bản trong việc giảm lượng khí thải carbon và nói chung là tác động môi trường của hệ thống điện. 

Tuy nhiên, ưu điểm chính của các loại nhiên liệu này là chúng tạo ra mức giảm tổng lượng CO2 trong môi trường so với nhiên liệu hóa thạch tới 90%. Điều này bao gồm lượng CO2 cần thiết để tự sản xuất nhiên liệu.

Động cơ diesel của chúng tôi được thiết kế để sử dụng HVO, trộn với dầu diesel hoặc dầu diesel nguyên chất, không có bất kỳ sửa đổi nào đối với bản thân động cơ hoặc bình xăng và hệ thống nhiên liệu của xe.

Nói cách khác, chỉ cần nạp nhiên liệu cho máy bằng HVO thay vì dầu diesel, lượng khí carbon dioxide sẽ giảm đáng kể và đột ngột. Một lần nữa, đây là “quả dễ trồng”, một công nghệ hiện có ngày nay không cần sửa đổi động cơ hoặc máy móc.
Nhìn về trung hạn, hydro là một công nghệ tuyệt vời và nó được xem xét thích đáng trong quá trình phát triển động cơ mới.

Đối với động cơ, kim phun cụ thể và các bộ phận khác đang được phát triển. Tuy nhiên, động cơ sẽ không có những thay đổi đáng kể về bố cục, kích thước và trọng lượng tổng thể.

Nói cách khác, động cơ hydro là một giải pháp thay thế động cơ diesel: hiệu suất tương tự và không có thay đổi liên quan nào đến việc lắp đặt trong máy móc – nếu chúng ta chỉ xem xét động cơ.

Ưu điểm của hydro là gì?

Ngoài lợi thế rõ ràng về CO2 – điều khó có trong khí thải động cơ – việc áp dụng hệ thống xử lý sau thích hợp có thể đưa tất cả lượng khí thải ô nhiễm về giá trị không đáng kể.

Đây là một điểm thực sự quan trọng: việc sử dụng hydro làm cho động cơ đốt trong trở thành một hệ thống phát điện gần như không phát thải!

Cùng với điều này, cần xem xét những ưu điểm của động cơ so với hệ thống truyền động dựa trên pin nhiên liệu: mật độ năng lượng cao hơn, không cần pin, chi phí thấp hơn và mức độ trưởng thành về công nghệ cao hơn.

Chúng tôi thấy hai thách thức lớn với hydro. Đầu tiên là tính sẵn có của hiện trường: làm thế nào để có thể cung cấp hydro cho các phương tiện tiếp nhiên liệu?

Một số phương án đang được xem xét, từ mạng lưới phân phối đến các nhà máy sản xuất vi mô tại địa phương và các trạm tiếp nhiên liệu.

Thứ hai là lưu trữ trong xe: hydro được lưu trữ trong bình áp suất cao, tác động lên xe về mặt thể tích là không đáng kể.
Nghiên cứu đang tiến triển trong việc áp dụng các vật liệu đặc biệt có khả năng hấp thụ và giải hấp thụ hydro; nhưng vẫn chưa có công nghệ vững chắc.

Tóm lại, có những thách thức nhưng chúng tôi tin rằng động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro là một trong những giải pháp kỹ thuật thú vị nhất cho tương lai của máy móc xây dựng.