基本信息
融资方式:
股权融资
融资阶段:
天使期
所属领域:
节能环保
项目位置:
广东省
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项目简介
一、前言
东莞宏大动力科技有限公司是2019年10月10日成立的私营企业,主要经营为内燃机新技术的研究和推广,现有多项内燃机新技术专利申请,有多项专利申请已取得国内专利授权,并有多项PCT国际专利申请。鉴于本公司内燃机新技术具有零污染、零碳排放、超高热效率的飞跃式、颠覆性技术进步性,但暂没有能力就新技术进行内燃机的设计、制造和生产,为了使得内燃机新技术能够尽早得到推广应用,很有必要引入投资,使得新技术可以引导甚至颠覆行业趋势,从而使得本公司在内燃机和汽车生产制造产业、发电、储能、低空航空、燃料等方面取得技术领先基础和确立行业优势地位,并在相关制造业奠定基本的优势地位。
二、项目简介
1、项目优势
1.1.超高热效率。
本项目新技术内燃机热效率按保守估算可达61%以上,未来五年内可达70%甚至80%以上。现有汽油机最高为40%,柴油机最高为46%左右。
1.2.实现零污染。
使用汽油、柴油或者混合燃油,除二氧化碳外几乎不会生成其他污染物;使用氢气或液氨燃料,可以实现零污染、零碳排放。
1.3.可使用多种燃料。
同一内燃机可以使用汽油,包括各种标号的汽油,也可以使用柴油、或甲醇、或乙醇、或氢气、或液氨等燃料,甚至可以使用汽油、柴油等多种燃料混合而成的混合燃料。
1.4.低成本,安全性高,经济效益高。
新技术内燃机基本不需要废气处理,制造成本相对较低;具有超高热效率,并且绝大部分工况下都能够保持较高的热效率水平,可以大幅度降低内燃机运行燃料成本,汽车燃料成本甚至可以节省达50%以上。总体上制造和使用成本较低,安全性高,经济效益很高。
2、行业应用
主要行业应用有:交通动力内燃机——包括客运汽车交通、货运汽车交通、水运(海运)交通、摩托车等;工程动力内燃机;清洁燃料能源发电;储能及能量转换与循环;航空动力及空中交通;等等。
3、市场预测
3.1.汽车行业
全球内燃机汽车保有量约为214.5万亿元,发动机保有量约为21.45万亿元,每年新增发动机量约为2.145万亿元。
3.2.动力工程机械
2021年我国工程机械销售收入超9千亿元,同比增长17%。
3.3.清洁燃料发电
燃料发电市场每年约1.6万亿元,其中绝大部分是燃煤发电,完全可以用煤制油,用煤作原料生产甲醇或液氨,转换为更环保、效益更好的清洁燃料发电。
3.4.储能
2021年,按新增装机容量统计全球储能市场规模达到25.2千兆瓦时,预计2022年全球储能市场规模将达到71.7千兆瓦时,相当产值215.1亿元。投资为实际产值的数十倍,储能市场的投资规模很快就会超过万亿元。
3.5.海运内燃机
到2021年2月,全球商船100吨及以上的船舶超过10万艘,运力超过21亿吨。
3.6.低空航空
预计到2030年前后,每年低空航空交通市场新增容量就可以达到643.5亿元以上。
4、财务预测
新技术推广在五年达到稳定后,仅汽车内燃机每年技术许可费年收入可达1500亿元左右,按12年期限计算超过1.8万亿元。此外,公司自主发展内燃机及其他相关产业,年收入还可以增加数倍以上。
5、融资计划
融资金额为3000万元(叁仟万元)人民币,投资方占股10%(百分之拾)。其中600万用于专利申请费用,100万用于推广费用,100万用于经营其他费用,2200万用于新技术内燃机研发费用。
如果您对本项目有投资兴趣,请继续审阅下面更详细的说明。
三、项目新技术内容及效果
1、传统内燃机原理及限制。
传统内燃机原理是燃料燃烧加热工质气体膨胀做功,理论上是燃料燃烧释放热能转化为工质的分子动能内能,再转化为机械能;燃料燃烧时,由于工质的温度和压力急极大幅度上升,很容易就会达到燃料的爆燃临界点而发生爆燃,所以传统内燃机的压缩比都不能太高,而压缩比是影响热效率的主要因素,压缩比不高则热效率也不高,并且温度过高也容易生成氮氧化物等污染物。正是因为爆燃临界点制约压缩比以及污染排放的限制,使得传统内燃机难以达到较高的热效率,并且需要制造不同的内燃机来适合不同燃料的爆燃临界点和燃烧特性,汽油机只能使用汽油,甚至不同的汽油机只能使用各自特定标号的汽油,柴油机也只能使用柴油,使得传统内燃机的热效率、污染排放以及对应燃料都受到极大的限制。
2、本项目新技术特性及效果。
东莞宏大动力科技有限公司内燃机新技术通过建造超临界水混合气体燃烧环境和使用超临界燃烧的燃烧方案,使得工质气体和燃料燃烧都具备了完全不同的特性,燃料燃烧释放能量不再使得工质气体的温度和压力大幅度上升,甚至工质气体的温度和压力只有较小幅度的上升,理论上燃料燃烧释放能量主要转化为工质的分子势能内能,其次是转化为工质的分子动能内能,内能再转化为机械能,使得本项目内燃机存在极高的爆燃临界点而难以发生爆燃,可以有很高的压缩比和超高的热效率;并且由于在超临界水混合气体燃烧环境下,很多燃料的爆燃临界点和燃烧特性都趋于宽广的相同范围,故同一内燃机可以使用多种燃料,既可以使用汽油,包括各种标号的汽油,也可以使用柴油,甚至可以使用汽油、柴油或其它燃料混合而成的混合燃料,并且极大地减少污染排放,甚至可以实现零污染、零碳排放。由此可见,本项目内燃机与传统内燃机在原理和效果上完全不同,本项目内燃机具体的气体工质和燃烧特性以及有益效果如下:
2.1.气体工质特性:
1)温度、压力变化不大的内能高储能特性。
超临界水的比热容极大,在临界点时趋于无穷大!
通过建造超临界水混合气体燃烧环境,压缩混合气体工质具有超临界水类似的特性,工质的比热容极大,也就是工质吸收很多的热量但工质的温度、压强变化不大,并且具有很大的可压缩和可伸张的特性,即温度、压强变化不大时体积可以变化很大,使得工质成为很好的内能存储体,并且不同气体的互溶也可以增加工质的内能存储,在改变为非超临界水状态时进行解溶释出也可以释放工质内能,其做功效果更优于内燃机理想气体等压加热模式。工质的温度、压力变化不大的内能高储能特性,体现为主要是工质分子势能内能的转换变化,也就是燃料燃烧时热能主要转换为工质的分子势能内能而不是温度势能即分子动能内能,工质内能增加但温度和压力升高不大;工质气体膨胀做功时主要是工质分子势能内能转换为机械能,工质体积增大、内能减少,但温度和压力降幅相对不大。此工质特性与现有内燃机的工质特性本质上不相同,现有内燃机燃烧时热能主要转换为分子动能内能,温度和压力升高很快,做功时主要是分子动能内能转换为机械能,温度和压力降低较快。
2)极高的压缩压力特性。
要建造超临界水混合气体燃烧环境,必须使得内燃机压缩压力达到水的临界压力22.1MPa以上,也就是相当压缩比达到50以上,比现有内燃机都要高得多;压缩比是影响内燃机热效率的主要因素,压缩比越大则内燃机的热效率越高;与现有内燃机大多数工况下都很难达到较高的热效率所不同,而本项目内燃机在任何情况下其实际压缩比和压缩压力都一直保持在不低于水的临界压力的状态,除极小功率损耗占比较高情况之外,大多数情况下都能够保持较高的热效率。
3)极强氧化能力特性,降低燃料燃点。
超临界水混合气体具有极强的氧化能力,这是超临界水所特有的最显著的特性之一,溶解了氧气的超临界水,其氧化性能甚至强于高锰酸钾,很多可燃物质都可以在溶解了氧气的超临界水中发生自燃,并且可以使得可燃物质的燃点相对一般情况下有大幅度降低。现有内燃机由于燃料混合不均匀、气缸缝隙等原因很容易导致不完全燃烧,而生成的碳晶的燃点很高,容易造成积碳、碳氢化合物(HC)等残留。但在超临界水混合气体燃烧环境下,环境的氧化性能力极强,并且碳晶等可燃物的燃点大幅度降低,很容易发生自燃而进行完全充分的燃烧,不会有残留物生成,能够实现完全充分的燃烧。超临界水混合气体的极强的氧化能力可以溶解腐蚀几乎所有金属,所以必须使用抵抗氧化腐蚀性能比较强的材料制造燃烧室相关部件,才能够抵抗超临界水的极强氧化性腐蚀。
4)高扩散系数、极低粘度以及极强导热特性。
超临界水混合气体燃烧环境工质是单一相的气体状态,具有超临界水类似的高扩散系数、极低粘度以及极强导热特性,不易发生局部过热的情况。
5)广泛和极强的溶解能力特性。
超临界水混合气体具备超临界水类似的广泛和极强的溶解能力特性,使得燃料喷入气缸时能够迅速进行溶解混合,这是分子级的相互混合。极强的溶解能力使得燃料可以溶解于工质后再进行单一相燃烧。
6)加快化学反应的特性。
超临界水混合气体环境可以极大地加快燃烧化学反应的速度;在超临界水中,化学物质会反应得很快,有些更可以达到100倍(引自百度超临界水词条)。加快燃烧速率大幅度增大内燃机机、特别是柴油、重油等燃烧速度较慢燃料内燃机转速,从而大幅度提高其功率和升功率,可以极大地降低内燃机的制造成本。
7)抗爆燃性能极强的特性。
压力升高率是发生爆燃的主要指标之一,降低压力升高率可以有效防止爆燃的发生。超临界水混合气体燃烧环境工质比热容极大,使得燃料燃烧时工质的温度和压力都不会大幅度上升,可以十分有效地降低压力升高率,从而防止和避免爆燃的发生;超临界水混合气体燃烧环境工质的高扩散系数、极低粘度以及极强导热特性也可以有效防止工质的局部温度过热和压力过大的情况,也可以抑制和防止爆燃发生。
2.2.燃烧特性:
1)燃料溶解混合方式特性。
现有的传统内燃机原理上都是以燃油与空气进行均质混合为目标,这是燃料液体与空气均匀混合,是属于多相均匀混合,通常难以混合均匀。但本项目方案的燃料混合是燃料溶解到超临界水混合气体中的溶解混合,是分子级的均匀混合,属于单一相(均相)混合。本申请方案采用在溶解混合同时燃烧的方式,这带来的好处是巨大的,比如,现有的柴油机必须使用超高压共轨燃油喷射系统才会有比较好的均质混合效果以实现更充分的燃烧,其喷射压力可达250mPa以上,而本方案技术只需要使用国产的中低压共轨燃油喷射系统,喷射压力达到60mPa左右就能够取得很好的分子级混合效果,其不依赖于燃油喷射速度,这两种系统压力相差很大,其价格也相差巨大。
2)趋向于单一相的超临界燃烧。
与传统内燃机的均质混合多相燃烧方式不同,本申请方案的燃烧方式是燃料迅速溶解进入超临界水混合气体中,并且在超临界水状态下发生自燃,使得燃料在超临界水的混合气体燃烧环境中进行超临界燃烧,是在超临界水溶合成的混合气体中进行单一相(均相)气态或趋向单一相气态的超临界氧化反应燃烧(边溶解边燃烧),单一相的超临界燃烧可以实现充分的完全燃烧,并且燃烧速率极快。
3)燃料低燃点燃烧。
在超临界水混合气体燃烧环境下,有助于降低燃料的燃点,使得燃料在较低的温度下就能够发生自燃,从而保障燃料的充分完全燃烧,也有利于降低燃烧温度。比如,现有内燃机在燃烧时,容易生成碳晶颗粒,但碳晶的燃点很高,一旦生成碳晶就很难再进行燃烧,因而造成发动机积碳现象;但在本方案超临界水混合气体燃烧环境下,燃料一般难以生成碳晶,即使存在碳晶也由于碳晶燃点大幅降低而很容易发生自燃,从而发生完全燃烧,确保不会生成残留物。
4)相对低温燃烧。
在超临界水混合气体燃烧环境下,工质的比热容极大,工质具备温度、压力变化不大的高储能特性,燃料燃烧过程中,热能主要转换为工质的分子势能内能,工质的温度和压力升高不大,所以燃烧最高温度相对较低。相对低温燃烧有很多好处,一是可以减少热量散失,包括传热损失更少,并且尾气的热损失也更少;其次是较低的温度不易生成氮氧化物;其三是可以提高热效率,更多的热能转化为分子势能内能而不是分子动能内能(即使不是超临界环境下,根据理想气体方程可知也是如此,在容积不变的情况下,温度与压力成正比关系,更小的温度其相同增量可以提供更大的压力)。
5)充分燃烧,不易生成污染物。
传统内燃机的均质混合多相燃烧方式,很容易发生局部不完全燃烧,特别是燃料液滴附近、气缸壁或气缸缝隙环境很容易造成碳氢化合物(HC)、碳晶颗粒残留,而过高的燃烧温度也很容易生成氮氧化物,造成大量的污染排放。本项目方案的超临界水混合气体燃烧环境下,是燃料溶解后的单一相燃烧,燃烧更加完全彻底,并且工质具有极强的氧化性能,一般材料的气缸壁也会被氧化腐蚀,所以气缸壁、缝隙中的燃料也很容易发生自燃,即使有碳晶颗粒也很容易自燃,不会有残留污染物,并且在超临界水混合气体燃烧环境下燃烧温度相对较低,不会生成氮氧化物,可以确保燃料充分完全燃烧,同时也不会生成新的污染物。超临界水氧化法(SCWO)就是一种新型高效的废水和废物处理技术,所以在超临界水环境下不会生成氮氧物等污染物。特别是使用氢气或液氨作为燃料时可实现零污染、零碳排放,这对于现有技术来说是一个前所未有的燃烧特性。
6)不容易发生爆燃。
在超临界水混合气体燃烧环境下,燃料在工质中的爆燃临界点极高,是溶解后的单一相燃烧,不容易发生局部过热的情况,并且工质比热容极大,燃烧温度升高不大,使得温度升高率较低,难以发生爆燃的情况。
7)燃烧原理和特性完全相同,可使用广泛的多种、甚至混合燃料。
传统的内燃机,汽油机只能使用汽油燃料,并且不同标号的汽油只能使用于特定的汽油机,柴油机也只能使用柴油,主要原因是不同燃料的爆燃临界点和燃烧特性相差很大,其燃烧方式情况也相差很大,只能使用各自不同的燃烧方式,配套各自不同的内燃机。本项目方案,超临界水混合气体燃烧环境下工质的爆燃临界点极高,并且是溶解后的单一相燃烧,各种不同燃料其燃烧特性、燃烧方式和燃烧原理完全相同,所以同一内燃机既可以使用汽油,也可以使用柴油或者甲醇、乙醇、液氨等等燃料,甚至使用汽油与柴油或其他燃料混合的混合燃料。
2.3.有益的技术效果:
1)大幅度提高压缩比和热效率。
本方案燃烧方式效率特性,其一是最高温度相对较低,热损失少;其二是燃烧时更多的热能转换为分子势能内能而非分子动能内能,其三是工质做功方式优于等压加热模式,所以本方案燃烧方式比传统等压加热模型方式更具效率。即使按传统等压加热模型方式根据理想气体方程计算,本项目方案建造超临界水混合气体燃烧环境的压缩比为52以上,当压缩比为ε=52时,假设含水空气的绝热指数为k =1.39(干燥空气k为1.4,实际湿度大时k会变小,热效率降低),预胀比为ρ=1.5(实际ρ可根据油量和功率调节,ρ较小时理论热效率更高,柴油机预胀比一般为1.3--2.2左右),根据内燃机等压模型理论热效率公式计算:
η=1-1/(ε^(k-1))*((ρ^k-1)/(k*(ρ-1)))
η=1-1/(52^(1.39-1))*((1.5^1.39-1)/(1.39*(1.5-1)))
η≈0.7667= 76.67%
本项目内燃机比较模型的理论热效率约为76.67%,而传统内燃机的散热损失及机械损失等等总的功率损失大约为10%——15%(压缩比大,实际功率损失应更小),即使按最大损耗计算得到的实际热效率最少应为61.67%,这都是较保守的计算方式,所以本项目方案的实际热效率应该为超过61.67%以上,比传统汽油机最高热效率40%增加了54%以上,比传统汽油机最高热效率46%左右增加了34%以上,这达到了前所未有的、更高的热效率,在现有技术热效率每增加1%都极为困难的情况下,这热效率的大幅度增加实现了飞跃式的进步。
2)大幅度提高内燃机的升功率和动力性能。
由于压缩比和压缩压力的大幅度增加,对于相同容积的燃烧室,每燃烧周期可以容纳的空气量是传统内燃机的数倍,燃料也可以提高到数倍,其平均有效压力也是传统内燃机的数倍;另一方面,由于燃烧速率的倍增,内燃机的转速也可以倍增,这就使得本项目方案内燃机的升功率和动力性能都可以得到数倍的提升。升功率和动力性能的提高,一方面可以减少制造成本,另一方面也可以适用于飞机、轮船等方面的应用,可以减少大量的燃料消耗。
3)同一内燃机可以使用多种燃料,燃料来源广泛,为开拓新燃料提供基础。
在超临界水混合气体燃烧环境下,很多燃料的燃烧原理及燃烧特性完全一致,故本项目内燃机可使用广泛的多种燃料,开辟了燃料来源的广泛途径,特别是液氨、甲醇都可以作为普通燃料使用;尤其是使用氢气或液氨作为燃料时可实现零污染、零碳排放,而液氨还容易制造、运输、储存和使用,是现有最理想的能够实现能量循环的燃料;根据本方案的燃烧原理,肯定能够开发出热效率更高、更安全、更容易运输、储存和更便于使用的燃料,为找到更理想的燃料提供了基础。
4)大幅度减少污染排放,甚至可以实现零污染、零碳排放。
传统的内燃机难以完全燃烧,会生成大量污染物,例如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、颗粒物(PM)和碳氢化合物(HC)等,即使是使用清洁燃料氢气,其火花塞点火时的高温也不可避免会生成氮氧化物,而其高温燃烧也常常会生成氮氧化物。本项目方案内燃机超临界水混合气体燃烧环境下很容易实现完全充分的燃烧,难以有污染物残留,即使是在一般环境下难以燃烧的碳晶也不会残留,超临界水环境相对低温的燃烧也不会生成氮氧化物,使用一般燃油除二氧化碳外基本不会生成污染物,可以极大地减少污染排放;特别是使用氢气或液氨作为燃料时可实现零污染、零碳排放。由于极少甚至零污染排放,本项目内燃机基本不需要废气处理系统就可以很容易达到排放标准,可以大幅度节省内燃机制造成本。
5)可能导致能源的革命性变化。
一方面是内燃机效率的提升,本申请方案内燃机热效率比传统内燃机有大幅度的提高,如上第1)项所分析热效率达到61%以上,比汽油机提高54%以上,比柴油机提高34%以上,现有内燃机在大部分工况下都难以达到较高的热效率,而本项目技术内燃机由于压缩压力必须保持较高,在大部分工况下都能够达到较高的热效率,并且可以使用各种混合燃料,可以大幅度降低燃料成本,综合下来甚至可以节省燃料成本50%以上,可以节省大量的燃料,这将对能源的供需造成显著的影响;另一方面,内燃机可使用广泛的多种燃料,特别是甲醇、液氨等,这些燃料可以直接使用煤炭或者电源、水和空气来制造,尤其是液氨燃料可以实现理想的能量循环,不再像传统那样依赖于石油,甚至可以完全不使用石油,特别是像我国石油缺乏而煤炭资源丰富的国家,无论是民用还是军用,都将会造成革命性的变化。
6)应用了内燃机新原理,开拓内燃机发展的新方向。
现有内燃机的热效率及排污性能难以提升,主要原因是一方面受限于当前技术的爆燃临界点较低的限制,当前内燃机的压缩比都不能很高,否则就会导致爆燃发生;另一方面,受限于排污的限制,当压缩比较高时容易高温燃烧生成氮氧化物。本项目方案使用了完全新的燃烧环境及燃烧原理,使得燃料的燃烧特性及爆燃临界点得到极大的提高,难以发生爆燃的情况,并且可以实现更完全充分的燃烧,也不会生成氮氧化物,不会有残留或生成额外的污染物,不会有额外污染排放,这就完全和完美地克服和解决了当前内燃机受限的两个方面困境,并且可以使用广泛的多种燃料,极大地提高了内燃机的热效率、抗爆燃性能和排污性能,现在初步就可以做到热效率达到60%以上,相对于现有的内燃机这是一个极大的、飞跃式的进步,本公司已确定了内燃机的研究方向,在5年内实际热效率还可以提高到70%甚至80%以上。理论上传统内燃机仅仅利用了部分燃料燃烧的热能,但本项目方案内燃机不仅能够充分利用热能,而且在本项目环境条件下能够利用燃烧反应的分子势能,所以从理论上来说,内燃机热效率仍具有大幅度提高的空间,只要所利用的分子势能达到或超过损失的热能,甚至热效率达到或超过100%都将成为可能,为进一步大幅度提高内燃机热效率开拓了新的方向,到那时的内燃机或者应该称作分子能内燃机。
综上所述,本项目内燃机理论热效率可达76%以上,实际热效率达61%以上,同一内燃机可以使用广泛的多种燃料,新技术内燃机燃料成本总体上可以节省超过50%以上,大幅度降低动力使用成本,极具经济效益;极低的污染排放,特别是使用氢气或液氨燃料可以实现零污染、零碳排放,可以极大地节省废气处理成本;新技术内燃机尤其适合应用于作为低空飞行器的动力,动力强,航程远,其意义重大,影响深远,前景广阔。尤其是可以使用液氨作为燃料,液氨燃料燃烧后只会生成水和氮气,能够真正实现零污染、零碳排放,并且液氨燃料可以通过水和空气制造,原料来源广泛、廉价、随手可得,液氨容易方便和安全地运输和存储,使用液氨燃料可以很容易地、方便、高效、零污染、广泛和安全地实现能量及燃料的生产、运输、存储、转换和使用循环,是理想燃料(现有技术在使用液氨作燃料时,容易生成氮氧化物,并不能实现零污染燃烧。)。
现有内燃机技术研究已达到一个瓶颈,国外有些厂家已提出终止内燃机的技术研究,有些国家甚至提出若干年内要淘汰内燃机汽车。本项目技术方案可以设计出低成本、零污染、高效率的内燃机,完全颠覆了现有的内燃机技术,不但可以使得内燃机永远不会退出市场,而且可以在内燃机和汽车生产制造产业、发电、储能、航空等方面取得技术领先基础和确立行业优势地位,为我国的相关制造业奠定基本的优势地位。
本项目内燃机新技术已申报国家科技部作为颠覆性技术研发方向建议。
以上只是本项目新技术的内容和效果简单说明,详细信息可以参看附件的专利技术文件,可以请相关专家进行审核。
四、新技术应用场景及前景
1、交通动力内燃机。
本项目新技术内燃机具有超高的热效率、极低的燃油排放,甚至达到零污染、零碳排放,并且可以使用多种燃料的特点,相对于传统的内燃机更加环保、低成本、高效益,可以节省燃料成本50%以上,可以完全代替传统的内燃机;相比电池电机动力,本项目新技术内燃机更加安全稳定,也更加环保,成本更低,经济效益也更好;其交通主要应用场景如下:
1.1.客运汽车交通
现有的客运汽车主要有小型汽车、大中型客运汽车,大部分使用汽油机动力,小部分使用柴油机动力,还有小部分使用新型的电池电动机动力。无论是从成本、环保还是经济效益等方面,本项目新技术内燃机具备更大的优势,可以完全代替现有的各种内燃机,甚至燃料成本可以节省50%以上,经济效益优势显著。对于汽车电池电机动力,汽车电池通常5—6年就需要更换电池,废弃电池会造成很大的污染,其初始及更换成本都很高,虽然其中间使用成本不算高,但总体的使用成本却很高,汽车电池容易发生爆燃,安全性较差,相对于燃料汽车,电池汽车的续航里程更短;从安全性、成本效益和环保各方面,本项目新技术内燃机动力汽车完全淘汰旧内燃机汽车,并且具备替代电池动力汽车的很大优势。
1.2.货运交通
现有的货运交通,包括陆路和水路交通,基本都是使用柴油机动力,本项目新技术内燃机从成本、环保、经济效益等方面都具备极大的优势,可以完全代替柴油机动力,特别是经济效益更加显著,可以节省50%以上的能源成本。
1.3.海运交通
现有的海运交通,通常使用重油燃料,其动力大、燃料使用量巨大,但其污染极大、热效率低;本项目新技术内燃机也可以使用重油燃料,并且可以极大地减少污染排放,超高的热效率还可以节省燃料,大幅度提高经济效益,极大地降低海运交通成本。甚至可以使用液氨燃料,可以做到零污染、零碳排放,构建环保的海上交通。
1.4.摩托及动力自行车
现有的摩托使用低排量的汽油机或电池电动机,动力自行车基本都是使用电池电机动力,低排量汽油机热效率很低,并且排放污染很大;动力电池的安全隐患极大,经常发生电池自燃或爆燃的情况。本项目新技术内燃机因其压缩压力必须达到水的临界压力之上,故无论排量大小其都具备极高的热效率,并且安全性极高,动力强劲,并且液氨是理想的燃料,可以实现零污染、零碳排放,甚至在不久的将来可以实现家庭式制液氨,实现液氨燃料的方便安全生产、储存和使用,以本项目新技术内燃机小排量动力作为摩托动力是最佳的方案。
2、工程动力机械内燃机。
现有的工程动力机械,包括推土机、铲车、泵车、吊车等等,大都使用柴油机动力,以本项目新技术内燃机代替柴油机,燃料成本可以减少50%以上,可以极大地提高经济效益,并且可以极大地减少污染排放,更加环保。
3、清洁燃料能源发电。
现有的燃料能源发电主要有燃烧煤炭的蒸汽涡轮发电机发电、燃气发电和燃油发电机发电,而燃油主要是柴油,无论是燃煤、燃气或者燃油都会造成很大的污染排放,并且发电效率低下。如果将煤炭转换生产为液氨燃料再通过本项目新技术内燃机进行发电就可以极大地减少污染排放,并且可以大幅度提高发电效率;而且很多的燃煤发电厂需要远距离运输煤炭,这也是很大的损耗,如果将煤炭先转换为生产液氨或甲醇,还可以进行管道运输,可以极大地减少运输成本。燃气和柴油也可以使用本项目新技术内燃机,这样可以极大地减少污染排放和大幅度提高发电效率。所有燃料发电都可以转换为本项目新技术内燃机进行发电,这样可以极大地减少污染和大幅度提高经济效益。
4、储能及能量转换与循环。
现有的储能主要有抽水储能和化学电池储能;抽水储能就是利用广阔的空间并形成水位差,在白天电能用量大时用水发电,在夜晚用电量少时进行抽水蓄能,其需要广阔的储水空间,并且效率不高;电池储能是使用化学电池(目前主要是锂电池)进行储能,在夜晚用电量少时进行电池充电,在白天电能用量大时进行电池放电转换成上网电能,其安全隐患极大,很容易发生自燃和爆燃事故,而且建造成本很高,废电池也会造成很大的污染。
使用本项目方案新技术,可以在夜晚用电量少时利用电能生产制造液氨,其原料是水和空气,材料来源经济广泛、随手可得,液氨可以方便、安全地进行储存;在白天缺电时使用液氨燃料和本项目新技术内燃机进行发电,形成无污染的、理想的储能能量循环,储能效率高,安全可靠,稳定性能好,成本相对较低,并且很容易低成本建造巨大的储能系统,极大地节省建造成本和使用空间,并且能够大幅度提高使用经济效益。
同样地,对于边远地区的电力,包括水电、风电和太阳能电力等等,也可以转换为液氨燃料存储,然后再进行管道或者交通运输,或者再直接发电进行能量循环。
5、航空动力及空中交通。
现有的航空交通并不普及,主要原因有两方面,一方面是安全性不高,主因是当前航空安全理论及安全标准的欠缺;另一方面是航空发动机通常是升功率很大的发动机,其成本高、效率低,使得航空交通成本极高。
航空交通安全性方面,从理论上来说,航空交通应该是比陆上交通更加安全的交通方式,因为理论上航空交通的安全隐患都是可以有效可控可预防的,而陆上交通方式,当交通工具到达一定速度的情况下,路上有不可避免的障碍物,其是不可能有效预防的,所以只要不断完善航空安全理论、安全标准和航空安全管理,就可以确保航空交通的安全性。
本项目新技术内燃机具有很高的动力性能,很高的升功率和极高的热效率,是低空航空工具理想的发动机,作为低空飞机动力具有极大的优势,可以满足充分确保远程飞行、动力冗余、飞行安全和大幅降低使用成本的需要。将来飞行工具才是出行交通的主要方式,航空交通在不远的将来必定会普及,这都必将有赖于燃料发动机的改进和应用,本项目新技术内燃机完全可以满足低空航空的要求,新技术是发展的动力,新的机遇就在我们眼前。
五、新技术专利申请状况
东莞宏大动力科技有限公司内燃机新技术已进行多项国内专利申请和多项PCT国际专利申请,并取得多项国内专利授权,本公司还有多项新技术正在研发之中,本项目涉及的现有专利申请为:
专利申请1:
名 称:一种超临界水燃烧环境往复活塞式内燃机及其燃烧方法
申请号:202010540471.7
申请日:2020年6月15日
公告日:2020年9月11日
公告号:CN 111648878 A
PCT国际申请号:PCT/CN2021/099904
申请人:东莞宏大动力科技有限公司
专利申请状态:国内申请在实审中。
此项申请为本项目的核心技术专利申请。
专利申请2:
名 称:一种无缝密封活塞
申请号:202010573654.9
申请日:2020年6月22日
公告日:2020年8月28日
公告号:CN 111594337 A
PCT国际申请号:PCT/CN2021/100464
实用新型:
申请号:202021166338.1
申请日:2020年6月22日
公告日:2021年1月15日
公告号:CN212359967U
专利号:ZL202021166338.1
申请人:东莞宏大动力科技有限公司
专利申请状态:国内发明专利初审通过,实用新型已授权。
专利申请3:
名 称:一种可调压缩比往复活塞式内燃机
申请号:202010642991.9
申请日:2020年7月6日
公告日:2020年9月4日
公告号:CN 111622840 A
实用新型:
申请号:202021301526.0
申请日:2020年7月6日
公告日:2021年3月2日
公告号:CN 212642878 U
专利号:ZL202021301526.0
申请人:东莞宏大动力科技有限公司
专利申请状态:国内发明专利初审通过,实用新型已授权。
专利申请4:
名 称:一种铰接弧形嵌套机箱可调压缩比往复活塞式内燃机
申请号:202010792650.X
申请日:2020年8月9日
公告日:2020年10月13日
公告号:CN 111765000 A
实用新型:
申请号:202021635705.8
申请日:2020年8月9日
公告日:2021年2月12日
公告号:CN 212535854 U
专利号:ZL202021635705.8
申请人:东莞宏大动力科技有限公司
专利申请状态:国内发明专利初审通过,实用新型已授权。
六、新技术涉及的行业和市场分析
东莞宏大动力科技有限公司内燃机新技术主要影响涉及内燃机相关行业,包括内燃机生产制造行业、汽车制造产业、造船行业、储能行业、航空产业等,以及由于新技术热效率大幅度提高节能所带来重大影响的交通运输行业、燃料发电行业等等。新技术内燃机极低污染排放,甚至零污染、零碳排放,以及热效率大幅度提升,可以大幅度节省燃料成本达到50%以上,必将导致当前市场上内燃机的全面淘汰和更新换代,甚至比当前所谓新能源的电动车也具有更大的成本经济效益和环保优势,市场空间极其广阔。在新技术内燃机大批量生产制造出来以后,当前市场的所有内燃机都必定会全部更新换代,这是何其宽阔广大的市场!现就相关的几个行业和市场分析如下:
1、汽车行业
据公安部统计,截至2021年6月,全国机动车保有量达3.84亿辆,其中汽车2.92亿辆; 全国新能源汽车保有量达603万辆,占汽车总量的2.06%。全国新注册登记机动车1871万辆,汽车新注册登记1414万辆,摩托车新注册登记426万辆。根据以上数据可以粗略计算内燃机汽车市场,非新能源的内燃机汽车保有量约为2.86亿辆,假定每辆内燃机汽车均价(包括大小汽车的均价)约为15万元,而发动机约占10%计算,则全国内燃机汽车保有量价值约为42.9万亿元,内燃机发动机保有量约为4.29万亿元,而每年的汽车新增额约按保有量的10%计算,则每年新增的汽车发动机量约为4.29千亿元。全球的数量约为中国的5倍,则全球内燃机汽车保有量、发动机保有量以及每年新增发动机量分别约为214.5万亿元、 21.45万亿元、 2.145万亿元。
2、燃料发电
燃料发电主要是指煤碳发电、燃气发电和燃油发电。
从检索数据可知,2020年我国燃煤发电量约为46320亿kWh,燃气发电约为1490亿kWh,2019年燃油发电约为60亿kWh,这三种发电类型都转换使用为本公司新技术内燃机发电,将会更加环保和提高效率,经济效益也更高,其三者总共市场约为47870亿kWh,按火电上网电价0.3—0.5元/千瓦时,按取值约0.3元/千瓦时计算,则燃料发电年总额约为14361亿元。
3、储能
2021年按新增装机容量统计全球储能市场规模达到25.2千兆瓦时,预计2022年全球储能市场规模将达到71.7千兆瓦时,按约0.3元/千瓦时计算,则现储能市场年总额约为215.1亿元,规模增长极为迅速,其投资则为实际产值的数十倍,相信储能市场的投资很快就会超过万亿元。本公司的新技术储能方案,具有零污染、零排放,高效率,高效益,高度安全性,稳定性好,空间占用少,并且容易低成本构建大容量的储能系统,具有强大的竞争力优势。超过万亿的储能市场总量,新技术内燃机即使按1%的份额计算,也超过100亿元。
4、动力工程机械
动力工程机械主要指高耗能的内燃机工程机械,如挖掘机、推土机、泵车等等。如果将内燃机动力更新为本公司新技术的内燃机,经济效益将会得到极大幅度的提高。
根据检索数据,2021年我国工程机械销售收入超9千亿元,同比增长17%。即使按照发动机占比为5%计算,每年的动力工程机械内燃机市场约为450亿元。
5、海运发动机
海运的能源消耗量巨大,动力效率的提高对海运的成本影响十分显著,本公司新技术内燃机能够大幅度提高热效率,可以极大地提高海运的经济效益,具有强大的竞争力。
截止到2018年,全球商船队共有96295艘100吨及以上的船舶,同比增长2.26%;商船队吨位共计19.64 亿载重吨,同比增长2.73%。到2021年2月,全球商船100吨及以上的船舶超过10万艘,运力超过21亿吨。除了存量动力可以更新之外,每年增长的份额也是十分可观。
6、低空航空
由于航空交通的安全性以及成本较高,航空交通难以在短期内有较大的增长。但从长远来看,航空交通是最有发展潜力的行业之一。特别是本公司内燃机新技术的推广应用,可以使得低空航空在安全动力冗余、远途航程、交通成本等方面都得到了极大的改善,为低空航空的普及提供了坚实的基础。估计到2030年前后,低空航空就可以得到小幅规模的发展,即使可以达到现有汽车的1‰计算,并且估计低空航空飞机的成本约为汽车的3—5倍,那么每年低空航空交通市场新增容量就可以达到643.5亿元以上,相应每年新增内燃机发动机量为64.35亿元以上。
七、经营策略
1、完善新技术专利体系。
1.1.完成现有的国际专利申请。
当前本公司已进行了多项内燃机新技术国内专利申请和两项PCT国际专利申请,但PCT只在国际阶段,尚未进入国外国家阶段,主要专利技术需要进行多个主要国家的专利申请,这需要较大的资金支持。
1.2.继续行业技术研发,并将已研发出的多项新技术申请新专利。
本公司还有多项相关新技术正在研发之中,待新技术成熟后在适当的时机继续进行专利申请。
2、进行专利技术推广,尽快出效益。
向国内外主要内燃机生产厂商推广新技术,使得更多的厂商进行应用新技术研究,并力争尽快签订技术许可合同,使新技术尽早得到应用,尽快实现收益。
3、新技术内燃机研发设计。
充实研发力量,进行新技术内燃机整机研究开发,在一年内设计出原型机,并实现试运行。在两年内实现生产机、量产机的开发设计,并完成测试运行。
4、以委托代工方式实现内燃机小批量生产。
在完成内燃机整机的研发设计后的第三年,以委托代工方式实现相应内燃机的小批量生产。
5、再融资以实现内燃机大批量自产。
二次融资建造自有工厂,进行大批量自产,以实现新技术内燃机的自产自销。
6、再融资进行相关行业特别是低空飞机的研发。
目前内燃机相关行业技术保守、创新不足,难以生产出真正受社会欢迎的好产品,很有必要再融资以进行相关产业的研究,以使得整个相关产业都能够达到比较先进的水平。特别是低空飞机的技术研发,完全可以开发出安全性好、经济性好的低空交通飞机,以引导和满足社会进步需求。
八、财务预测
本财务预测是基于前面第六项公司经营策略能够有效实施并且有效实现成果的前提下的短期相应推测。也就是,在二至三年内实现内燃机新技术的推广,并开始签订专利技术许可实施合同;在一年内实现新技术内燃机原型机的研究开发和测试,在两年内进行生产机型、量产机型的研究开发和测试,在第三年实现新型机的小批量代工生产。
1、专利技术许可实施收入。
要研发生产达到零污染、零碳排放、热效率高达60%以上的内燃机,目前只有本公司的核心专利技术支持才可以做得到,这是不可能绕过的核心必要技术,具备核心专利技术垄断性。这里仅仅按汽车应用内燃机进行预测,其他应用不确定因素较多而难以推测。内燃机新技术专利许可实施费用按内燃机的5—10%收取专利费,其中对小排量收取较低的费用,对大排量及航空发动机收取较高的专利费用。
第一、二年为新技术推广阶段,一般来说相应厂商对新技术需要一个了解过程,并且需要进行相关的应用开发,这都需要一段时间,在研发阶段难以签订专利技术许可实施合同,需要在进入实际生产阶段才会签订合同。在第三年,各厂商在研发有效结果的情况下,会进入小规模生产阶段,估计在第三年可以实现1%的新技术内燃机产量。按前面所检索推测的每年汽车新增发动机量约为2.145万亿元计算,1%的量就可以实现新技术内燃机年产量214.5亿元, 技术许可实施收入占比约为5—10%,则可以实现技术许可实施收入10.725亿元以上。在第四至五年,新技术内燃机产量会逐渐提高到50%左右, 新技术内燃机年产量约为10725亿元, 技术许可实施收入达到536.25亿元以上。在第六年后可以实现新技术内燃机的完全替代,旧技术内燃机基本不会再有市场空间,按新技术内燃机年产量约为2.145万亿元, 技术许可实施年收入1072.5亿元以上,平均专利费年收入1500亿元左右,按最少12年期限计算,专利费总收入可达1.8万亿元。
2、新技术内燃机的生产销售。
在第一、二年只进行新技术内燃机的研究开发,在此阶段不会有生产和销售,也就没有销售收入。在第三年可以实现代工生产,通过逐渐扩大规模,第三年内应该可以实现年产销10万台左右,按每台内燃机1.5万元,净利润20%计算(新技术内燃机可以节省能源成本50%,故利润20%并不算多),则年产销额为15亿元,年净利润3亿元。
3、新技术内燃机年自产及销量。
通过融资建厂以实现自产自销,可以实现年产销量100万台以上。按每台内燃机1.5万元,净利润20%计算,则年产销额为150亿元,年净利润30亿元。
九、融资计划
1、资金需求
融资金额为3000万元(叁仟万元)人民币。
2、资金用途和使用计划
2.1.专利申请费用
包括国内专利申请费用和PCT进入国外国家阶段的国外申请费用,需要费用600万元。
2.2.新技术推广费用
新技术推广费用100万元。
2.3.新技术内燃机研发费用
2.3.1.研发管理费用
研发管理费用200万元。
2.3.2.研发设备购置费用
研发设备购置费用800万元。
2.3.3.研发人员费用
研发人员费用1200万元。
2.4.公司经营其他费用
公司经营费用100万元。
3、融资价格及投资方权益
投资方投入资金叁仟万元人民币,占股10%(百分之拾)的股东权益。
十、风险分析
1、专利申请风险。
就每一个申请国家或地区而言,专利申请都可能存在不能获得专利授权的风险。
2、专利被驳回的风险。
任何一项专利申请,即使已经通过并且已经授予专利权,但仍然存在被驳回的风险。
3、新技术应用风险。
新技术是理论可行的,一般来说也不需要特殊的要求,但也可能存在风险,比如零件加工的精度或功能或材料达不到新技术的要求。
4、新技术迟迟未能得到实施应用的风险
在专利申请获得专利权的情况下,可能存在专利新技术在较长的时间内未能得到实施应用的风险,专利新技术没有应用,也就不能获取得到收益。
5、相应国家和地区知识产权保护不力的风险。
由于申请专利的国家和地区对知识产权保护不力,即使新技术获得专利权,也得到了实施应用,也会存在风险,可能收取不到专利费用,或者只收到了很少的专利费用。
6、新技术发动机研发设计风险
由于技术人员的素质、技能和技术水平达不到相应的研发水平,可能造成发动机研发设计过程延误,或者设计的发动机达不到理想的水平。
7、发动机生产制造风险
由于生产环境或者生产设备没达到相当的水平,可能造成生产延误,或者生产的产品不合格,或者产品合格率低下,这对发动机产品造成产量或质量风险。
8、发动机销售风险
客户对新技术发动机不认可,可能造成销售风险。
9、政府行政管理风险
政府部门对内燃机生产、销售和使用的政策限制,可能造成政策风险。
10、其他不可预测风险
战争、自然灾害等不可预测因素可能对公司经营造成严重影响。
十一、附件
附件为专利技术申请文件及相关专利证书。
1、专利申请1的专利申请文件:
“专利申请文件-PCTCN2021099904.pdf”。
2、专利申请2的专利证书文件:
“专利证书-2020211663381.pdf”。
3、专利申请3的专利证书文件:
“专利证书-2020213015260.pdf”。
4、专利申请4的专利证书文件:
“专利证书-2020216357058.pdf”。
阶段说明
已筹建公司,有了核心团队和项目方向,但还没有进入市场或已进入但没有明确的市场数据
关键词
找风险投资
找天使投资
股权融资
创业项目找投资
找投资公司,企业融资,找创业合伙人,找天使投资人,找投资人
联系方式
联系电话:
13318816062
联系邮箱:
m_ljh@qq.com
公司名称:
东莞宏大动力科技有限公司
公司地址:
广东省东莞市东莞松山湖高新技术产业开发区创新科技园11号楼2楼201D、201E、205室