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丰田推出可吸收二氧化碳的发动机

来源:汽车商业评论(马晓蕾)2月28日 10:30

撰文 / 马晓蕾
编辑 / 钱亚光
设计 / 赵昊然
来源 / Autonews
作者 / HANS GREIMEL

在电动汽车时代,丰田汽车公司遭受的指责几乎是最多的,许多人认为这家日本汽车制造商坚持使用内燃机的做法不仅很落伍,还不符合生态要求。

但是,如果有一种技术不仅可以使未来的发动机不产生碳排放,还可以在行驶过程中吸入二氧化碳,丰田的坚持还会被诟病吗?

现在,丰田汽车公司正在展示这样一种技术——碳捕捉发动机,该技术为车辆发动机安装一种新型碳捕捉过滤装置。丰田于2023年在GR卡罗拉赛车上测试了该系统。

GR卡罗拉搭载的是一款氢燃料发动机,只排放微量的二氧化碳,而每跑一圈,过滤装置就能将二氧化碳从大气中清除。

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图:一辆丰田GR卡罗拉赛车测试装有该公司生产的碳捕捉过滤器的发动机。

“碳捕捉技术在基建行业发展迅速,”GR汽车开发项目总经理伊藤直明(Naoaki Ito)说,“但据我们所知,丰田是第一家在汽车上测试这种技术的公司。”

丰田一直主张探索旧技术的新用途。

该公司表示,内燃机仍有潜力为碳中和尽一份力,同时还能留住就业岗位,并保留令车迷们无比留恋的轰鸣声与驾驶感。作为该汽车制造商多路径绿色汽车发展战略的一部分,丰田于今年1月宣布了新一轮先进内燃机的研发计划。

丰田章男倡导的丰田多元化发展战略曾一度遭到投资者、环保人士和电动汽车爱好者的抨击,他们要求丰田更快地转向电动汽车。

但随着丰田混合动力汽车的利润和销量创下历史新高,以及市场对快速转向电动汽车的乐观情绪降温,丰田开始获得“平反”。在过去的一年里,投资者已将丰田的股价抬高了80%,自1月1日以来更是上涨了约30%。

这家汽车制造商的市值在2月突破了50万亿日元(约合人民币23913.5亿元)大关,成为首家突破这一里程碑的日本公司。

2023年,丰田标准混合动力汽车的全球销量飙升31%,达到340万辆。它们占全球交付量的比例从2022年的27%上升到33%。预计丰田的主要精力仍集中在能够使混合动力汽车更清洁的装置上。

但是,氢燃料发动机和碳捕捉提供了一个新的发展方向。

去年夏天,在日本西南部举行的一场五小时耐力赛中,丰田新秀赛车队驾驶GR卡罗拉首次亮相碳捕捉技术。

图:川崎重工能源系统研究部的田中一雄(Kazuo Tanaka)解释了该公司的吸收剂是如何通过直接捕捉空气来吸收二氧化碳的。

丰田公司的Gazoo Racing赛车运动和性能部门使用实验车进行了氢燃烧和其他新技术的测试。

碳捕捉系统由两个圆形过滤器和一个液体容器组成,前者用于捕获空气中的二氧化碳,后者用于吸收和储存过滤器中的二氧化碳。

重要的是,该系统不需要额外的能量来清除二氧化碳,发动机自身的热量将过滤器中的碳释放到液体中。在液体中,碳被吸收并与烷基胺溶液结合,然后进行处理。

关键在于过滤器中的陶瓷催化剂上涂有川崎重工开发的二氧化碳吸收剂。该技术与一般排气管中使用的技术类似。

过滤器有两个。一个安装在空气净化器的进气口,每秒可吸入60升外部空气。另一个安装在发动机舱前部,沿着机油的路径吸收二氧化碳。

还很遥远

不过,该技术的商业化仍有许多障碍。

在测试中,该技术只能清除空气中少量的二氧化碳,甚至低于传统车辆在正常运行时产生的碳量。测试车每跑20圈只能捕获20克二氧化碳。而根据美国环保署(EPA)的数据,传统汽油发动机平均每消耗1加仑(约3.785升)就会排放出8887克二氧化碳。

此外,在丰田的赛车上,每次进站都需要手动更换过滤器。而如何安全处理吸收液目前争议还比较大。

因此,要在商业上可行,还需要做更多工作。

取得成果的步骤

东京SBI证券公司高级汽车分析师远藤浩二(Koji Endo)说,丰田的试验可能永远不会应用到乘用车上,最终可能只是一个专利试验项目。他说,即使实现了商业化,碳捕捉技术也可能更适合重型卡车或可容纳更大过滤器的工业级陆地运输车。

但至少这一想法表明丰田公司在碳中和的进程对清洁燃烧的重视。

“他们仍然需要发动机作为通往纯电动汽车的桥梁。”远藤浩二说,“他们应该继续提高内燃机的效率,这样当与混合动力系统结合时,在整个生命周期的排放评估方面甚至可以与电动汽车相媲美。”

更大的过滤器无疑可以捕获更多的碳,但成本也更高,而且占用空间。丰田公司的伊藤说,更换过滤器也必须以某种方式实现自动化。

这种尝试就像丰田首次在普锐斯插电式混合动力汽车上安装太阳能电池板。起初,这项技术似乎只是噱头。但后来,经过不断开发和改进,它开始增值。

伊藤承认:“与全球产生的二氧化碳量相比,回收的二氧化碳量很小。但他指出,每个新创意的起点都很小。”

他说:“二氧化碳捕捉技术的开发还处于初期阶段,但我们正在利用赛车运动来加快开发速度。我们认为这项技术很有潜力,并将继续开发下去。”