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工程机械“双碳”加速 引领者绿色路径能否改变世界


发布时间:2021-12-02 09:58

作者: 王刚

  以电动化为引领的新能源革命正在由乘用车领域席卷至工程机械行业,制造企业推出电动工程机械的速度不断加快,新能源已经由梦想逐渐变为现实,成为践行“双碳”承诺,推动绿色发展的重中之重。

  作为工程机械行业科技引领的巨擘,中联重科在工程机械新能源电动化发展的每一步举动,向来是行业绿色低碳发展的风向标,指引行业革新的技术方向,支撑新旧动能的高效转换。11月26日,中联重科新能源产品及碳纤维复合材料新技术发布会在长沙举行,8大系列16台新能源产品集中亮相,同时发布了行业首款国产化碳纤维臂架泵车,展示了中联重科在新能源、新材料领域领先的技术优势。

11月26日,中联重科新能源产品及碳纤维复合材料新技术发布会在长沙中联重科麓谷工业园举行


中联重科副总裁兼总工程师付玲向行业全面展示企业绿色化发展路径

  中联重科在发布会期间向行业全面展示企业绿色化发展路径。“中联重科提出的绿色发展战略,就是实现产品全生命周期绿色化,达到对环境影响最小、对人体健康与社会危害最小、资源利用率最高的目标,实现企业与客户、社会与环境共创价值、共同发展,最终达到和谐可持续发展。”中联重科副总裁兼总工程师付玲在报告中阐述道,“中联重科建立了绿色设计、绿色制造、绿色管理、绿色标准等全面的绿色发展路径,实现研发、生产、经营、管理全过程的绿色化。”

  占据碳排放70%的工业领域向来是节能减排的主力军,中联重科全面布局加快推进绿色低碳发展,不仅彰显了企业深邃的智慧与责任担当,也必将对行业高质量发展内涵产生积极而深远的影响。

  “面对百年未有大变局,工程机械实现从并跑到领跑的超越,就必须全面贯彻双碳战略,加速由单项技术、单项工艺,单种产品的绿色创新向大规模集成化深层次的绿色创新转变,促进产品全生命周期和全产业链的绿色发展。”中国工程机械工业协会名誉会长祁俊说。

  “美国波音787梦想飞机,大量应用纤维复合材料,减重30%,大大节省油耗,成为市场领导者。现在我们中国人也实现了自己的梦想,碳纤维复合材料攻克了难关,并且在先进材料应用基础上,实现创新,取得了更大进步。体现了我们企业对于行业战略性基础技术和前沿技术的使命感和责任感。”中国工程院黄伯云院士说。黄院士长期从事先进材料研究与人才培养,先后为国家大飞机工程、航空武器装备,以及航天工业提供了多种高性能关键材料,为保障国家战略安全做出了贡献。

  在中联重科推动国产碳纤维臂架泵车研制开发之前,碳纤维臂架泵车仍只是少数高端玩家的独宠,成本高昂、制造困难、维修不便,难以批量推广应用;新能源电动化工程机械同样是单点突破,面临着型谱化、系列化诸多技术瓶颈,难以形成系统解决方案,解决终端用户的使用痛点。

  如今,科技力量正在赋予格局转变。完全自主知识产权,全面国产化,成本大幅降低,真正实现“用得起”,新能源产品矩阵,全系列覆盖,多元化发展......一系列关键词与定义标签,突破了行业技术瓶颈和发展阻碍,刻画出工程机械科技进取改变世界的信仰和品格,缔造出行业领军企业从“后来者”到“领先者”乃至全球行业“领导者”的瞩目成就和强者荣光。

 

以绿色为核心  用“源”的思维技术创新

  中联重科以绿色为核心的技术创新理念始于2008年,高强度钢结构设计与制造,成套的轻量化技术和动力节能技术,成为推动产品绿色的核心。

  2014年,中联重科提出产品4.0工程,全面启动了新材料、新工艺、新方法为核心的绿色化技术研究与应用,并将碳纤维复合材料技术作为继高强钢之后下一代新材料技术攻关的重点。2020年,中联重科全面启动产品4.0A工程,将新能源、绿色工厂纳入绿色发展核心任务,绿色的内涵在中联重科发展脉络中不断深化,手段和方法也在不断丰富。

  “从钢材进入工厂到形成工程机械产品,直至使用十年,全生命周期的碳排放大约是1220吨。如果混凝土泵车,能够融合新能源和新材料技术,能耗成本可以减少50%,碳排放每年减少60吨,使用成本每年减少25万元。”付玲博士介绍到,“我们以新能源、新材料、新方法为驱动,实现产品的低碳、低排、高效、节能、安全。十多年发展过程,我们已经有了轻量化技术、动力匹配技术、绿色设计技术等200多项核心技术。”

  2020年,中联重科董事长、CEO詹纯新在科技大会上提出了数字化、智能化、绿色化的科技创新战略。詹纯新董事长强调要用“源”的思维抓技术创新,不断用新技术为产品赋能。

  “一是攻关前沿引领技术,开新能源之源;二是突破原创引领技术,开极致性能之源。我们攻克了负载能量回收,多自由度的运动协同控制,一体化整机能量管理,以及工程机械电传、电驱、电控技术链,实现了应用场景的全覆盖。”付玲博士总结道。

中联重科中央研究院技术研究中心副主任刘延斌介绍首款国产化碳纤维臂架63米泵车

  以碳纤维复合材料技术为例,早在中联重科成功并购意大利CIFA之际,就已经将碳纤维高端技术引进国内泵车臂架制造领域,先后创造80米和101米泵车臂架长度两项吉尼斯世界纪录。但受制于我国基础材料科学领域研发制造短板,仍未从“源”的角度破解技术核心,批量推广应用的条件仍不成熟。

  “我们项目组通过技术攻关突破,打开了碳纤维复合材料应用于工程机械的大门。”中联重科中央研究院技术研究中心副主任刘延斌介绍说,“项目组提出了高强度钢结构和碳纤维结构两级混合设计的方法,建立了碳纤维复合材料数据库,再加上所用原材料和装备都已经实现国产化,因此,碳纤维复合材料技术成本相比进口得到了大幅降低。”

  在刘延斌博士项目团队努力下,碳纤维复合材料整体成型结构具备钢材相同的加工特性,可以开孔、开槽,装配,满足工程机械各类结构形式的需求,并且经历了严苛的疲劳试验和实际使用工程考核,不仅臂架寿命超过高强度钢2倍以上,还开发了配套修复方法,实现了便捷和安全的修复。具备了在泵车、起重机、高空作业机械等工程机械产品领域批量推广应用的基础。

  11月26日,中联重科发布的首款国产化碳纤维臂架63米泵车,相比传统钢臂架结构轻量化35%,实现臂架减重300公斤,成为同吨位级别全球最长臂架泵车。“在结构中加入了芯片传感器,进行轻量化与智能化的深度结合,在‘骨头里面装神经’,可以对产品进行整体健康监测,为客户提供预测性服务。”刘延斌介绍了碳纤维复合材料结构新技术的另一项重要突破。

  “中联重科碳纤维材料与工程机械产品有机结合,给工程机械装备带来‘轻’的革命;还将传感元件与复合材料融合,给新材料带来‘智’的飞跃。”中国工程院院士黄伯云评价道。

新能源全覆盖  潮流引领者的绿色路径

  风起于青萍之末。新能源电动化的创新者,正在工程机械各个领域不断涌现,看似不可能的边缘和角落,创新者凭着勇气、直觉和对技术变革的笃信,焕发出野蛮拔节的力量。

  作为工程机械科技潮流的引领者,中联重科历来擅长推动新技术替代旧的技术,善于在技术、组织、机制上驱动改变潮流的创新。而在过程中展现出的前瞻视野、成熟思维和系统布局,无不雕琢出中联重科时代开拓者的非凡驾驭。

  纯电动汽车起重机,纯电动泵车,混合动力泵车,纯电动宽体自卸车......覆盖起重机、泵车、搅拌车、高空作业平台、应急装备、挖掘机械、矿机、重型底盘等八大系列,中联重科新能源产品闪耀登场,采用纯电动、氢燃料电池、混合动力多类新能源组合,覆盖全系列新能源产品,以及新能源应用的多元组合,实现了各种工况下工程机械应用场景的全覆盖,标志着中联重科在新能源电动化发展方面已经走在行业前列。

  以ZT118EV自卸车为例,该产品是中联重科打造的非公路纯电动宽体自卸车,载重量75吨,整车采用无动力中断双电机串联驱动,峰值功率高达620千瓦,动力强劲,最高车速50公里/小时,最大爬坡度36%。全车线控,可搭载无人驾驶技术实现矿区场景下装、运、卸全流程自主作业,有效助力绿色智慧矿山建设。

  中联重科卓越的新能源应用技术更是受到了市场的认可。2019年4月,中联重科率先行业发布了锂电新能源高空作业平台产品,并实现量产。随后,新能源产品覆盖剪叉、曲臂式、直臂式全系列超20款。活动当天,首款40米级电动直臂式高空作业平台——ZT40JE-V在中联重科智能高机工业园正式下线。据了解,今年以来,中联重科新能源高空作业平台产品销售额占比约60%。

  与行业普遍采用的新能源技术高位对接不同的是,中联重科更注重自主掌握核心技术,不仅具有设计生产新能源工程机械的能力,还有生产新能源装备关键零部件的能力,在可靠电驱作业、集成化控制、高效动力链、快捷补能等技术短板上不断取得突破,攻克了工程机械变载频技术、位能负载能量回收、机电动力耦合、高电压平台快速充电等新能源技术,为企业和行业技术进步提供动力。

  在绿色制造方面,中联重科以先进工艺,绿色产线、智能制造为驱动,围绕制造环节创造一批绿色技术,实现制造的高效、清洁、低碳、无害、安全。目前已经建成了建筑起重机、高空作业机械、混凝土搅拌车,液压阀体等多个绿色制造园区。其中,建筑起重机智能工厂已经被工信部认定为国家级绿色工厂。

  未来的中联智慧产业城,将是工程机械世界最先进的制造城。生产过程中不使用一滴柴油,屋顶光伏发电,能够供给园区40%用电量......以中联智慧产业城为标志的“十四五”期间中联重科绿色工厂建设,将有力推动工程机械全价值链的绿色管理。

  在这样一个新旧交替时代,不论身处主流或是边缘,发现并顺应这个潮流的创新者,都有改变世界的机会,一切正在发生,一切未完待续。“我们将始终坚持产品全生命周期的绿色化,持续推进数字化、智能化,绿色化的三化融合对策,创建企业、客户、社会、环境四位一体的可持续发展新格局,引领行业绿色低碳发展,为实现双碳目标,全球可持续发展贡献中联重科的科技力量。”付玲博士说。


(责任编辑:休鱼)



关键词: 引领者,中联,绿色,技术,新能源,产品,工程机械,碳纤维,实现,发展

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