工程机械未来能源发展方向浅析
迈克·海耶斯（Mike Hayes）研究了建筑设备的动力技术发展趋势，认为在未来几年，其他能源形式可能会替代当前作为主要动力来源的柴油，也可能无法撼动柴油的王者地位。
奥克诺森1.7吨EZ17e全电动紧凑型挖掘机
如果在过去，更新建筑机械的想法让你感到焦虑，那么现在就把目光移开，因为事情正在变得更加复杂。很多人认为这只是一个从柴油转向电动的问题，其实它没有我们想象的没有那么简单。
首先，让我们看看电池技术，锂离子电池的一个主要缺点是其功率密度适中，目前的技术条件阻碍了其为重型设备供电一整天。另一个缺点也许更重要，那就是是成本，尽管人们预计随着这项技术的普及，电池的成本以及电池驱动的建筑设备的成本将下降，但事实上，锂的成本已经飙升，这也是目前电池电机设备的购买价格是柴油机的两到三倍的原因之一。
即使考虑到在机器使用寿命内可能降低燃料成本和维护成本，许多用户和厂商也会犹豫是否冒险选择，尤其是考虑到当前的功率密度挑战。
为备用电源选项供电
例如，一台20吨重的挖掘机将很难在锂离子电池上提供一整天的不间断服务，沃尔沃最近推出的全电动22吨机器EC230确实承诺了8小时轮班，并在“午休时间”进行大功率充电。这台机器目前正在与客户一起试验，如果它进入市场，将是该尺寸级别的机器的重大突破。
沃尔沃电动EC230挖掘机与柴油相比，运行成本降低70%
尽管许多更大型的电池电动在建筑中掀起波澜，但事实仍然是，如果在储能能力和成本方面没有重大发展，电力很可能仍然是紧凑型移动机器的“燃料”。
在紧凑型设备中，该技术确实具有一些明显的优势，特别是对于在城市或其他敏感或封闭区域进行的项目。这些措施包括零本地排放和显著降低噪音，以及简化维护和保养。
例如，城市建筑设备专家Wacker Neuson最近推出了1.7吨EZ17e电动小型挖掘机，也是同类产品中第一个短尾挖掘机。该公司表示，该机器除去在一般正常的工作日的常规运行，也可以通过电源连接在固定位置连续运行。此外，Wacker Neuson表示，使用一个通用的240伏单相插座，挖掘机可在5至6小时内完成充电。尽管此技术仍处于技术发展的初级阶段，但它越来越被视为市中心项目招标承包商的必备技术。当然，其他动力技术也是可用的，所有这些技术都在蚕食曾经是柴油独有的蛋糕。
HVO有什么好处？
HVO（加氢植物油）是设备制造商利勃海尔（Liebherr）特别感兴趣的。HVO是从食用油废料、油脂和脂肪残留物、废脂肪和植物油中获得的。当生产过程中只使用可再生能源时，HVO的制造和使用几乎是完全达到气候中立标准的。不管是单独使用，或者作为传统柴油的添加剂，许多机器已经可以达到气候中立要求的运行水准。因为HVO可以直接与传统内燃机结合使用，而无需转换机器，进而使得二氧化碳排放量可以显著减少，与传统柴油相比，最多可减少 90%。
利勃海尔表示，其所有发动机均已获准使用HVO，无需改装。该公司表示，它确保其使用的HVO主要是来自蔬菜垃圾，完全不含棕榈油。
生产HVO所需的原材料垃圾数量不可能长期保证充足，因此，利勃海尔仅认为HVO目前代表了一种燃料选择，可以为该行业的去硅化做出重要贡献。
利勃海尔采用HVO设备
另一家主要制造商小松（Komatsu）也HVO能源使用的坚定支持者，并于近期已经宣布改用HVO作为欧洲生产工厂的加注燃料。此举于上个月在德国汉诺威和英国伯特利的工厂开始实施。与利勃海尔非常相似，小松表示，其机器中的内燃机（包括为建筑和拆除行业生产的内燃机）可以使用HVO运行，无需进行任何修改，并将这一转变描述为减少其环境影响的重要一步。在向HVO的转变的同时，小松还不断研究和开发一系列替代动力技术和解决方案，如电动和氢动力机器。
在德国汉诺威工厂使用带有HVO的小松机器（照片：小松）
氢作为建筑设备的燃料
说到氢，使用氢燃料电池技术还是将氢作为内燃机内的燃料，评审团队似乎仍不确定。然而，经过对这两种技术的广泛研究，JCB一直在称赞氢作为燃料的优点。
在与KHL的Becky Schultz谈论JCB在开发这项技术方面投入的时间和精力时，该公司的首席创新和增长官Tim Burnhope说：“我们研究了76篇论文，以及大学和顶级公司的实验，当研究到最后时，我们意识到这些引擎中的大多数都是可以相互转化的。”同时研究人员意识到，大多数学术尝试都涉及将氢气放入现有的火花点火式发动机中。
Burnhope说：“你不会把汽油放在柴油发动机里就指望它能工作。这就是人们一直在用氢气做的事情。问题是燃烧可能是高压、高温，燃料浓度过大就会使得结果相当糟糕。”
在分析了这些研究之后，JCB的工程师确定了11个需要解决的关键技术挑战。Burnhope说，其中大多数都回到了最初如何燃烧氢气，包括需要在更低的温度和压力下燃烧，以及在氢气与空气的混合非常稀薄的情况下的燃烧。JCB现在已经安装了氢燃烧发动机，并在多个设备中工作，预生产的发动机也正在英国的一条专用生产线下线。
JCB负责氢发动机性能、控制和集成的首席工程师Paul McCarthy在谈到这些发展时表示，“我们实际上已经制造了第50台氢发动机，所以这不是一个科学实验，这是已经应用到实际的产品。我们已经在充分证明我们的生产技术，以便能够随时制造出来。
燃料电池堆
在最近于德国举行的汉诺威工业博览会上，发动机制造商康明斯旗下的Accelera展示了一系列氢气解决方案，包括最新的燃料电池技术。该公司表示，其质子交换膜（PEM）燃料电池技术使用纯氢产生零排放电力，可用于重型建筑设备。而且，Accelera声称该技术是可扩展的且重量轻，可以定制以满足各种尺寸应用的需求。
Accelera的第四代燃料电池发动机 - FCE150（照片：Accelera）
在德国的展会上，该公司展示了其第四代燃料电池发动机FCE150。模块化发动机在零温室气体或常见排放的情况下运行，并且可以提供达到功率300kW的解决方案，使其适用于重型越野机器。
总而言之，发动机制造商和设备制造商对动力技术的未来持观望态度，全球主流主机厂也认，没有一种单一的能源可以取代现在使用的柴油能源。在未来一段时间内，市场用户可能会对他们的设备采购依然感到焦虑。
（文章来自DIESEL PROGRESS.）
