大家还记得年前春运时受冻雨极端自然灾害影响导致的高铁大量延误停摆嘛?氢能源市域列车的成功试跑,为困扰高铁多年的冻雨难题提供了解决方案!
从新闻报道中我们提取一下关注重点:由传统化石能源、接触网获电更改为内置氢能动力系统;每公里实际运行平均能耗为5千瓦时;多储能、多氢能;最高续航里程1000公里以上,时速160公里;在-25℃至35℃环境温度下达到车辆设计要求,由此,氢能源列车的优点就显而易见了。
氢能源列车可以减少碳排放,助力实现碳中和,因为氢属于清洁能源,在列车运行时只产生水蒸气,有助于环境保护;运行效率高,氢能源列车利用燃料电池将化学能转化为电能,并利用外部回路驱动牵引电机等设备工作,避免传统发电方式带来的能量损耗。降低运营成本,可以不需要依赖于线路牵引供电系统,减少铺设和维护接触网等成本投入。而且储能密度高,续航里程长,大大减少储能基础设施建设和运营费用。当然安全性能依然很有保障,可能有的人认为氢气不稳定有爆炸危险,其实目前国内已经可以很好的保证氢气在储存、输送和使用过程中安全性要求。
当然,目前仅是试跑阶段,距离正式商用还有很长一段时间要走。氢能源列车依然面临一些技术问题需要创新和挑战。第一做好氢气供应,目前常用的方法有电解水、天然气重整、煤化学等。这些方法都需要消耗大量的能源和资源,并且可能产生一定程度的环境污染。第二氢气的储运问题。氢气在常温常压下很难进行有效地储存和输送,需要采用高压或低温等方式来提高其储能密度,并使用特殊材料和设备来保证其安全性。这些都增加了储运成本和难度,并且可能造成能量损耗。第三市场需求较少。虽然我国已推出了一些政策措施来鼓励和支持氢能源列车的发展,但是整体而言市场需求还不够多,因为目前国内铁路网建设已经相当完善、高铁电能驱动技术相对成熟、新兴技术需要更多时间磨合验证等。
所以,以后的高铁完全可以不用电,慢慢被氢能源替代已是大势所趋,但需要时间。就好比现在虽然即使有了高铁动车仍保留了一部分的内燃机车,因为使用环境和需求会有不同。另外,此次试跑虽然时速仅为160,但对于整个系统稳定运行意义是非常大的。相信在不久的将来,攻克下一个个技术难点后氢能源列车将会更多更快!
首先这列车早在2022年10月28日在成都已下线,2023年5月在中国品牌日活动期间在上海世博展览馆参与展出可以说是赚足了眼球。
其次,氢能是一种清洁、零碳的可再生能源,也是国家推进“双碳”战略落地的重要新型能源。国内无论是汽车领域还是轨道交通领域都开始了全面研究和试制,绿色环保是我国轨道交通发展的必然趋势。
氢能的利用一般两种方式,一种是氢内燃机,一种是氢燃料电池然后通过电动机转化为机械能。
此次长客的这款市域列车采用4辆编组,最高时速可达160公里,此次也是满载运行可以说是已经达到了对车辆动力系统全面验证。该列车内置“氢能动力”系统,采用氢燃料电池和超级电容相结合的能源供应方式,取代了原有接触网供电方案,能量是由氢气和氧气在氢燃料电池中进行电化学反应产生的,其反应过程平稳,噪音小,反应产物仅为水,因而具备环保、零碳等特征。
众所周知今年春运可以说是让铁路系统受到了极大考验,如果采用这种列车可以说是恶劣得天气影响就会小很多了,毕竟脱离了对接触网的依赖。
回到问题,王健部长也介绍了,该列车大致是介于地铁与高铁之间的一种交通工具,适用的最佳线路长度区间为30公里至500公里,其动力特性与市域交通要求也较为契合,那么替代高铁还是不现实的,因为车辆需要加注氢燃料,这个不是一般高铁站能够满足,而之所以说适合市域也是续航里程决定,如果跑既有线路,那么在对应的站点就需要建设相应的加氢站和储氢设施,那么需要对现有车站或者车辆段需要进行改造升级。至于说高铁不用电,目前应该说电力高铁仍是主流,不过鉴于恶劣天气影响,国家也开始研究内电双源的电力机车,目前在青藏铁路上开始运行,时速高达160,但是要想达到高铁300-350的速度,内燃机车目前还是力不从心。
再谈谈安全问题,氢气虽然是易燃易爆气体,但是其实是很安全的,因为氢气爆炸极限是4.0%~75.6%(体积浓度),意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0%~75.6%之间时,遇火源就会爆炸,而当氢气浓度小于4.0%或大于75.6%时,即使遇到火源,也不会爆炸。因为氢气密度较小,比空气轻,具有易扩散的特点,所以在非密闭空间下,氢气很难能达到4%的浓度。
不过对于氢能源列车,早在2017年中车唐山公司也研制了类似的一列车,并投入商业运营,不知道目前什么情况了。