根據成都日報，由西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院院長(cháng)陳維榮領(lǐng)銜團隊研制的國內首列時(shí)速160公里的氫能源市域動(dòng)車(chē) ，即將于本月底在成都發(fā)布亮相。
根據陳維榮院士團隊的測算，一列時(shí)速160公里的氫能源市域動(dòng)車(chē)，一天來(lái)回跑500公里，一年大概可以減少1萬(wàn)多公斤二氧化碳的排放，減碳效果非常明顯。陳維榮院士介紹，氫能源列車(chē)是軌道交通領(lǐng)域實(shí)現“雙碳”目標的一個(gè)重要手段。
除此之外，以氫燃料電池為動(dòng)力的有軌電車(chē)、城市輕軌、調車(chē)機車(chē)等新型供電制式軌道車(chē)輛，具有清潔環(huán)保、續航里程長(cháng)、建設周期短、不依賴(lài)復雜的地面供電系統和弓網(wǎng)系統等優(yōu)點(diǎn)，已成為軌道交通綠色低碳化發(fā)展的重要方向。
近年來(lái)，氫能源一直都是全球能源界關(guān)注的重點(diǎn)，其中氫燃料電池的應用與研發(fā)也是許多科研工作者技術(shù)攻關(guān)的重要領(lǐng)域。氫能作為構建以清潔能源為主的綜合能源供給系統的重要載體，已被應用于交通體系之中，并且不斷發(fā)展。目前，氫燃料電池已開(kāi)始在乘用車(chē)、客車(chē)、物流車(chē)等當中進(jìn)行推廣應用，而氫能源列車(chē)也會(huì )在不久的將來(lái)成為傳統軌道交通的重要補充。
“一提到氫能源應用，可能大家想到的是公路交通，比如轎車(chē)、大巴車(chē)等等，但實(shí)際上鐵路同樣面臨巨大的節能減排壓力，以去年為例，全系統機車(chē)擁有量為21,000多臺，但其中內燃機有7600多臺，占比超過(guò)了1/3，所以鐵路交通也迫切需要新能源的應用。 ”西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院院長(cháng)、俄羅斯工程院外籍院士陳維榮表示。
事實(shí)上，如今在全球向低碳、綠色轉型的大背景下，世界各國都在進(jìn)行積極探索，利用氫燃料實(shí)現“零排放、無(wú)污染”，氫能在軌道交通上的應用也一直在推進(jìn)探索中。
阿爾斯通氫能列車(chē)Coradia iLint，圖源阿爾斯通
在國外，2016年世界上第一列由氫燃料電池驅動(dòng)的客運列車(chē)阿爾斯通氫能列車(chē)Coradia iLint首次在柏林展Innotrans亮相。日本最大的客運鐵路公司東日本鐵路公司(JR East)于2019年公布了測試燃料電池列車(chē)的計劃。法國國家鐵路公司(SNCF)也公布，法國將加入氫能列車(chē)革命。斯塔德勒公司(Stadler US)與加州圣貝納迪諾縣運輸管理局(SBCTA)也將零排放客運鐵路技術(shù)引入美國，宣告著(zhù)美國首輛商用氫動(dòng)力客運火車(chē)(Flirt H2)項目正式啟動(dòng)。
今年5月，阿爾斯通與全球最大的氫氣生產(chǎn)商美國AP公司簽署了一份諒解備忘錄，雙方將合作在捷克引進(jìn)氫能列車(chē)，包括在捷克建設相關(guān)的基礎設施。
8月，德國首條運行氫能列車(chē)的鐵路線(xiàn)路正式啟用。列車(chē)使用純氫氣作為燃料，從環(huán)境空氣中收集氧氣，再利用燃料電池將這兩種氣體轉化為電能，行駛時(shí)只產(chǎn)生蒸汽和冷凝水，且噪音很低。
據線(xiàn)路設計公司介紹，這種列車(chē)的續航能力為1000公里，最高時(shí)速可達140公里，1公斤氫氣能替代約4.5升的柴油，能明顯減少對環(huán)境的影響。“零排放交通是可持續發(fā)展的重要目標之一，這種氫能列車(chē)體現了綠色交通與先進(jìn)技術(shù)的結合。”相關(guān)人員表示。
應用氫燃料電池技術(shù)的iLint列車(chē)，圖源新能源驛站
在國內，氫動(dòng)力列車(chē)也在持續發(fā)展中。
政策上，今年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能中長(cháng)期規劃(2021-2035年)》提出，應發(fā)揮氫能對碳達峰、碳中和目標的支撐作用，深挖跨界應用潛力，因地制宜引導多元應用，推動(dòng)交通等用能終端的能源消費轉型和高耗能、高排放行業(yè)綠色發(fā)展;結合道路運輸行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池中重型車(chē)輛應用。
此外，北京、唐山、長(cháng)治、大連、濟南、濟寧、廣州、佛山、成都、內江、青島等省市制定政策積極推進(jìn)氫能在軌道交通領(lǐng)域的裝備研究及示范應用。其中大連明確到2023、2025、2035年氫燃料電池軌道交通車(chē)輛保有量分別達到5、10、30輛以上;青島鼓勵在新建軌道交通項目中試點(diǎn)燃料電池軌道列車(chē)，青島西海岸新區明確到2030年建成1條氫能軌道交通示范線(xiàn);佛山提出在高明區建成全國領(lǐng)先的氫燃料電池有軌電車(chē)生產(chǎn)基地，預計到2021年、2025年和2030年，有軌電車(chē)數量分別達到5輛、10輛和15輛。
在具體應用方面，中國的氫動(dòng)力列車(chē)幾乎與世界同時(shí)“發(fā)車(chē)”。2016年4月，世界首列商用型燃料電池/超級電容混合動(dòng)力100%低地板現代有軌電車(chē)在中車(chē)唐山公司下線(xiàn)。2019年，佛山高明氫燃料電池有軌電車(chē)就已正式投用。
今年4月，由國家能源集團國華投資(氫能公司)蒙西公司建設的我國首個(gè)重載鐵路加氫科研示范站正式完工并具備加氫條件。該站將為國內首臺大功率氫能源動(dòng)力調車(chē)機車(chē)和國內首臺以“氫燃料電池+鋰電動(dòng)力電池”為動(dòng)力的“零排放”接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)保障氫能供應。
5月，由中國中車(chē)集團有限公司自主研制的氫燃料電池混合動(dòng)力機車(chē)在內蒙古赤峰市大板東機務(wù)段運行考核公里數突破1萬(wàn)公里。
9月16日，江蘇興邦能源科技有限公司與中車(chē)集團旗下江蘇中城交通裝備有限公司共同簽署了《戰略合作協(xié)議》，計劃攜手打造江蘇第一列氫燃料電池超級虛擬軌道列車(chē)。
全國首臺氫能機車(chē)在國家電投錦白鐵路試運行，圖源新華社
10月29日，由國家電力投資集團公司內蒙古公司、中國中車(chē)集團有限公司大同公司、國家電力投資集團公司氫能公司以戰略合作的形式共同推動(dòng)的完全國產(chǎn)化氫燃料電池混合動(dòng)力機車(chē)從國家電投錦州—白音華鐵路大板東站成功駛出，實(shí)現上線(xiàn)試運行，標志著(zhù)我國軌道交通裝備在新能源領(lǐng)域實(shí)現了由產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到實(shí)踐應用的重大跨越。
12月初，中車(chē)大同公司研制的全國首臺氫燃料電池混合動(dòng)力機車(chē)安全運行突破20000公里，為“雙碳”目標下軌道交通領(lǐng)域的綠色變革提供了有益探索和成功范例。這也是我國氫能源動(dòng)力裝備市場(chǎng)化運用的又一階段性成果。
在氫能列車(chē)發(fā)展的背后，是全球能源變革的縮影。 氫能及燃料電池技術(shù)作為柴油的替代，以減緩溫室效應、提高能源利用率、削減列車(chē)運行能耗為目的，逐步在鐵路運輸中嶄露頭角。氫能列車(chē)的研發(fā)和商運的軌跡背后，是能源變革的縮影。未來(lái)，氫燃料電池列車(chē)項目將致力于克服成本、融資、氫的監管和跨部門(mén)協(xié)作等挑戰，并進(jìn)一步降低成本，延長(cháng)運營(yíng)里程，完善基礎設施和法律問(wèn)題。
