Er gwaethaf cael ei datblygu'n gyson dros y ganrif ddiwethaf i ddod yn uned ynni tanwydd effeithlon iawn, mae'r injan diesel bellach dan fygythiad fel erioed o'r blaen. Felly 'beth yw dyfodol yr injan diesel?' oedd thema'r cwestiynau a ofynnwyd i Dr. Staffan Lundgren, Uwch Gynghorydd Technoleg Powertrain yng Ngrŵp Volvo.
Pam mae disel wedi parhau i fod yn ffynhonnell pŵer mor boblogaidd?
Mae hylosgiad tryledu - lle mae'r hylosgiad wedi'i ganoli o amgylch y tanio ac ocsigen yn cael ei wasgaru o amgylch yr ardal hylosgi - yn effeithlon iawn. Ychydig iawn o golledion egni sydd ganddo i waliau'r injan trwy ymbelydredd neu ddarfudiad - llawer is nag injan gasolene. Mae'r injan diesel sylfaenol yn gryf iawn a gall wrthsefyll pwysau uchel iawn.
Pa mor effeithlon ydyw?
Bu gwelliannau mawr – gan neidio o tua 35% effeithlonrwydd yn y 1980au i effeithlonrwydd 50% heddiw. Mae hynny'n golygu bod hanner y tanwydd bellach yn cael ei roi mewn gwaith mecanyddol defnyddiol. Er gwybodaeth - mae injan gasoline tua 35% yn effeithlon. Mae'r enillion hyn wedi dod o systemau chwistrellu tanwydd rheilffyrdd cyffredin pwysedd uchel, codi tâl turbo a chyflwyno pŵer cyfrifiadurol i reoli'r systemau hylosgi a rheoli ôl-driniaeth yn union.
A yw galw cynyddol cwsmeriaid effeithlonrwydd tanwydd Rhif 1?
Ydy, effeithlonrwydd tanwydd da yw'r elfen bwysicaf, ond mae cwsmeriaid hefyd yn gofyn am berfformiad injan da a gwydnwch. Yna mae'n rhaid
bod yn wydn ac yn bodloni gofynion allyriadau - ac mae'r rhain weithiau'n cystadlu â'i gilydd.
A yw injans hefyd yn dod yn fwy pwerus?
Mae tueddiad i'r ochr – mae cwsmeriaid yn symud llwythi mwy ac mae angen mwy o bŵer ar gyfer hynny. Allbwn mwyaf y Volvo Group bellach yw 1,000 hp. Ond o'i gymharu â cheir teithwyr, mae pob cais dyletswydd trwm yn dal i gael ei danbweru (yn gymharol).
Cyhuddir yr injan diesel o fod yn anghyfeillgar i'r amgylchedd. A all lanhau ei weithred?
Mae gwneud peiriannau diesel yn lân iawn yn bosibl ac mae hynny’n rhywbeth y mae’r diwydiant trwm ei wneud wedi gwneud mwy o gynnydd arno na’r sector tollau ysgafn. Rhan o'r rheswm am hyn yw bod yr effeithlonrwydd a fynnir gan gwsmeriaid yn y sector tollau trwm yn llawer uwch.
Pa mor anodd fu hi i gynyddu effeithlonrwydd tra ar yr un pryd leihau allyriadau?
Bu'n her mireinio'r broses thermodynamig i wneud iawn am y baich o fod wedi ychwanegu'r system ôl-driniaeth AAD. Ond nawr rydym yn ôl ar y trywydd iawn i gynyddu effeithlonrwydd gam wrth gam.
Faint ymhellach allwch chi fynd – dim allyriadau?
Mae'n dibynnu ar yr hyn a olygwch wrth allyriadau. Os ydych chi'n gyrru'r injan â thanwydd nad oes ganddo garbon a'i gyfuno â phroses hylosgi effeithlon nad yw'n creu huddygl, yna mae allyriadau sero yn bosibl. Rydym wedi bod yn gweithio ar ddefnyddio methan a DME (ether dimethyl) fel dewisiadau amgen glân i ddiesel. Nid yw hwn yn syniad newydd, ym 1900 rhedwyd yr injan diesel yn llwyddiannus ar olew cnau daear. Nid y dechnoleg o wneud i danwydd glân weithio yw'r broblem, ond yn hytrach eu hargaeledd. Ond os gellir datrys problem cyflenwad tanwydd adnewyddadwy, yna mae'n bosibl i beiriannau diesel redeg 100% heb CO2.
Onid oes gan danwydd glân eu heriau amgylcheddol eu hunain hefyd?
Ni ddylai cynhyrchiant biodanwydd gystadlu â chynhyrchu bwyd – ond mae tanwyddau eraill lle nad yw hyn yn broblem. Mae trydan-danwydd (E-danwydd) yn defnyddio pŵer solar neu wynt i 'gracio' dŵr a'i gyfuno â CO2 o fethan - ac mae'r tanwyddau hyn yn cynnwys effeithlonrwydd eithaf uchel - hyd at 80% yn cael ei hawlio. Gallai hyn fod yn gyflenwad diddorol i drydaneiddio.
Sut mae tanwyddau gwahanol yn effeithio ar y hylosgiad?
O safbwynt effeithlonrwydd, nid yw'r injan yn poeni a yw'r moleciwl tanwydd yn dod o ffynhonnell ffosil neu adnewyddadwy. Felly gyda buddsoddiad yn y math cywir o danwydd adnewyddadwy, dylai'r newid i ynni adnewyddadwy fod yn syml.
Felly sut ydyn ni'n lleihau'r defnydd o danwydd ymhellach?
Y cam mawr nesaf wrth gynyddu effeithlonrwydd injan / lleihau'r defnydd o danwydd yw ei gyfuniad ag electromobility. Ni fydd y galw ar beiriannau yn y dyfodol mor amrywiol ag y mae heddiw. Mae gwahaniaeth rhwng pa mor effeithlon yw injan yn ei 'fan melys' a pha mor effeithlon yw'r holl ystod weithredu yn y byd go iawn. Mae partneru peiriannau â moduron trydan, fel mewn hybridau cyfochrog, yn caniatáu i'r injan redeg ar ei lefel fwyaf effeithlon. Heb amheuaeth, bydd trydaneiddio yn rhan o'r ateb i linell y gyriant hylosgi yn y dyfodol.
A all technoleg arall helpu i ostwng biliau tanwydd?
Enghreifftiau yw technoleg stopio/cychwyn a systemau trydan 48V sy'n pweru ategolyn yn drydanol, yn hytrach nag yn fecanyddol. Efallai y bydd gan bob un o'r rhain ddefnyddiau yn y dyfodol mewn cymwysiadau dyletswydd trwm, unwaith y bydd eu cadernid wedi'i brofi. Ond ffynhonnell bwysig arall o fwy o effeithlonrwydd yw adfer gwres. Nid yw hon yn dasg hawdd ar beiriannau trwm, gan eu bod yn rhedeg pibellau gwacáu cymharol oer, ond mae gobaith o hyd i'w dal a'i gwneud yn fasnachol hyfyw.
Beth yw'r effeithlonrwydd mwyaf y gall injan ei gyflawni?
Mae gan yr injan diesel effeithlonrwydd system ddamcaniaethol o rhwng 55-60%. Er gwybodaeth, mae'r gorsafoedd pŵer gorau yn gweithredu ar 50-55% effeithlonrwydd, ac mae celloedd tanwydd hefyd tua 50%+ yn effeithlon - felly gall peiriannau diesel fod yn hynod o effeithlon. Bydd hyn, yn ogystal â'r ffaith y bydd gan beiriannau sy'n gweithio gyda thrydaneiddio yn aml lai o alw am bŵer, yn golygu y bydd y defnydd o danwydd yn gostwng yn y dyfodol.
Pa mor hir y gall yr injan diesel oroesi?
Mae'r injan hylosgi disel yn parhau i fod yn ateb cost-effeithiol iawn ar gyfer creu ynni mecanyddol. Wedi dweud hynny, mae deddfwriaeth, yn enwedig yn Ewrop, yn gwthio tuag at drydaneiddio yn eithaf cryf, a gallai hynny effeithio'n uniongyrchol ar hirhoedledd yr injan hylosgi. Ein teimlad yw y bydd ei ddefnydd yn seiliedig ar gymwysiadau, ac y bydd yn parhau am amser sylweddol mewn defnyddiau pellter hir, megis llongau môr a thryciau pellter hir. Ond hyd yn oed yma mae'n debyg y bydd cyfuniad o dechnolegau'n cael eu defnyddio.
Ydy diesel yn rhan o'r dyfodol?
Gall yr injan diesel - ar ffurf wedi'i haddasu - fod yn lân ac yn effeithlon iawn. Mae hefyd yn chwarae'n dda gyda thrydaneiddio. Fel gwneuthurwr mae angen i ni ddod o hyd i'r ateb gorau, yn seiliedig ar y penderfyniadau y mae cymdeithas yn eu gwneud. Beth bynnag ydyn nhw, mae angen inni fod yn barod.
