环保与减排：使用氢气与柴油混合燃料的柴油发动机
- 费尔·默瑟（Phil Mercer）
- BBC驻悉尼记者
图像来源，Dominik Vanyi
采矿业的巨型卡车柴油机改装使用氢燃料，这意味着二氧化碳排放大幅度减少
这种新型的氢柴油混合发动机被起了“第二个宝宝”的昵称，它有助于让澳大利亚的重工业减少碳排放。
巨大的试验台安装在一个单独的房间里，试验台上的发动机在外表上同其他类型的发动机大同小异，但在它的金属外壳下是具有可能改变游戏规则的新技术。
澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)的工程师说，他们成功地将常规柴油机进行了改造，它能够使用氢和少量柴油的混合燃料，这种被登记专利的技术能够将二氧化碳排放减少85%以上。
这是新南威尔士大学机械和制造工程专业的肖恩·郭（Shawn Kook，音译）教授和他的团队的技术成果。
肖恩·郭教授在他在悉尼的实验室里对BBC记者说，“将现有的柴油发动机改造成使用清洁燃料的氢发动机吸引了巨大的关注和兴趣。” 许多问询来自德国，南非，巴西，日本和中国。
他补充说，“我们将氢直喷系统安装在现有的柴油机里面，这种技术能够应用于任何常规发动机。”
按照郭教授的说法，他们的技术的独特性在于它能将氢和柴油混合，把混合燃料送进活塞发动机内产生燃烧。
郭教授说，改装柴油机让它们使用氢燃料吸引来多方的兴趣
和化石燃料不同，氢燃料燃烧的时候不产生二氧化碳，因此氢被视为绿色燃料来源。
新南威尔士大学的混合柴油机使用的燃料中90%是氢，但是加入氢是个精心计算的过程。
郭教授解释说，如果没有在适当的时机在混合燃料中添加氢，“就会发生爆炸，能将整个系统烧毁”。
他说研究表明在发动机气缸内对氢和空气混合加以控制，能有助于抵消有害的二氧化氮排放，这一直是对氢发动机进行商业化应用的障碍。
悉尼研究团队认为，只需几个月后，采矿业，交通和农业中的任何柴油机卡车和动力设备都可以安装新型的混合系统。
不过，郭教授怀疑汽车行业是否会对混合燃料技术感兴趣，在汽车行业中电力和混合动力车辆已经有了很大发展，它们正在取代柴油汽车。
不过他说澳大利亚价值亿万的采矿业需要某种解决方案，将矿业当中所有的柴油动力设备尽快进行改装。
这台普通的柴油机使用的混合燃料中氢占多达90%
他说，“我们已经有了如此多的柴油动力发电机，巨型卡车和地下机械。我们如何减少这些已有的柴油发动机的碳排放呢？一个办法就是停用所有这些机器，然后引用新技术，这个过程需要数十年。”
利用混合型发动机使用氢-柴油混合燃料的计划，在没有氢燃料的情况下，这种发动机还能返回只使用柴油的状况。
郭教授希望他研发的新一代发动机能在两年内实现商业化。
悉尼一个公益智库“气候能源资助”的负责人巴克利（Tim Buckley）认为，这种技术有很大潜力，将“大幅度改变澳大利亚的采矿业”。
他说, ”对我所作工作 --评估什么是不切实际的乐观、什么是现实 -- 的怀疑态度一直存在。即使如此，新南威尔士大学取得的突破的确看上去很务实。如果他们能成功，这会带来巨大的机会。”
澳大利亚的这个团队是研发混合柴油发动机全球竞赛的一部分。其他国家的工程师也在努力致力于新概念和设计，但是悉尼的研发团队认为他们有领先的地方。
新南威尔士大学来自中国的博士生刘新宇（Xinyu Liu，音译）说，他认为同世界其他研究团队相比，他们取得了更高的氢同柴油的混合比例。
他说，“就排放和二氧化碳而言，我们的方法比其他方法降低排放幅度更大。整个概念已经通过使用已有的小型发动机得到了证明。我们正努力扩大这个概念的应用规模，这对于工业界更有意义。”
新南威尔士大学来自中国的博士生刘新宇（左）认为，同世界其他研究团队相比，他们取得了更高的氢气同柴油的混合比例
郭教授说，新南威尔士大学的“二号宝宝”的放大版是原型机的两倍，可能“大幅度减少二氧化碳排放”。
这个设计发表在国际《氢能源》期刊上刊登的论文中。
新发明对环境的许多影响将取决于氢原料来自何处。
少量氢能够从地面直接获取，大部分氢要靠生产取得，而生产过程有二氧化碳排放。
绿色氢来自使用再生发电获得的电力电解水，分解氢气和氧气。但是这种技术和电力获取成本很高，因此在目前只有少部分氢使用这种办法获得。
不过在阳光和风力充足的情况下，获取氢成本很可能会减少，澳大利亚具有再生发电的巨大潜力，将来有一天这种再生电力能够被用来制造绿色氢。
独立机构气候委员会认为，可持续氢能够让澳大利亚有机会放弃依赖化石能源。
该委员会在2021年的一份报告中说，澳大利亚是实际上最大的煤炭出口国之一，也是一个最大的液化天然气出口国。这都是有污染的化石燃料，澳大利亚正在为极端天气变得更加频繁付出代价，诸如经常发生的野火，热浪和干旱。
图像来源，Getty Images
澳大利亚在再生能源发电方面具有很大潜力，因此有很好的绿色氢前景
目前新南威尔士大学的项目仍然处于实验室中的起步阶段。研究人员的努力需要外界投资和矿业公司和发动机制造商的一线专门知识。
郭教授说，“我们的目标是先给澳大利亚矿业，农业和建筑业带来影响，然后再向世界其他地方推广，产生更大的影响力。”
澳大利亚有世界上最大的一些资源公司，他们都致力于大力推进减少碳排放。技术是其中的关键。
巴克利说，“利用现有的发动机，把氢和柴油混合的想法是重工业和采矿实现去碳排放的关键。”
他向新南威尔士大学的工程师们提出一个现实存在的问题：“他们能否把发明推广到大学以外，在商业化环境中复制普及？”