我國首列氫能源市域列車成功試跑,以後高鐵可以不用電了嗎?會更快嗎?

燕趙節度使 2024-03-22 20:03:22

大家還記得年前春運時受凍雨極端自然災害影響導致的高鐵大量延誤停擺嘛?氫能源市域列車的成功試跑,爲困擾高鐵多年的凍雨難題提供了解決方案!

從新聞報道中我們提取一下關注重點:由傳統化石能源、接觸網獲電更改爲內置氫能動力系統;每公裏實際運行平均能耗爲5千瓦時;多儲能、多氫能;最高續航裏程1000公裏以上,時速160公裏;在-25℃至35℃環境溫度下達到車輛設計要求,由此,氫能源列車的優點就顯而易見了。

氫能源列車可以減少碳排放,助力實現碳中和,因爲氫屬于清潔能源,在列車運行時只産生水蒸氣,有助于環境保護;運行效率高,氫能源列車利用燃料電池將化學能轉化爲電能,並利用外部回路驅動牽引電機等設備工作,避免傳統發電方式帶來的能量損耗。降低運營成本,可以不需要依賴于線路牽引供電系統,減少鋪設和維護接觸網等成本投入。而且儲能密度高,續航裏程長,大大減少儲能基礎設施建設和運營費用。當然安全性能依然很有保障,可能有的人認爲氫氣不穩定有爆炸危險,其實目前國內已經可以很好的保證氫氣在儲存、輸送和使用過程中安全性要求。

當然,目前僅是試跑階段,距離正式商用還有很長一段時間要走。氫能源列車依然面臨一些技術問題需要創新和挑戰。第一做好氫氣供應,目前常用的方法有電解水、天然氣重整、煤化學等。這些方法都需要消耗大量的能源和資源,並且可能産生一定程度的環境汙染。第二氫氣的儲運問題。氫氣在常溫常壓下很難進行有效地儲存和輸送,需要采用高壓或低溫等方式來提高其儲能密度,並使用特殊材料和設備來保證其安全性。這些都增加了儲運成本和難度,並且可能造成能量損耗。第三市場需求較少。雖然我國已推出了一些政策措施來鼓勵和支持氫能源列車的發展,但是整體而言市場需求還不夠多,因爲目前國內鐵路網建設已經相當完善、高鐵電能驅動技術相對成熟、新興技術需要更多時間磨合驗證等。

所以,以後的高鐵完全可以不用電,慢慢被氫能源替代已是大勢所趨,但需要時間。就好比現在雖然即使有了高鐵動車仍保留了一部分的內燃機車,因爲使用環境和需求會有不同。另外,此次試跑雖然時速僅爲160,但對于整個系統穩定運行意義是非常大的。相信在不久的將來,攻克下一個個技術難點後氫能源列車將會更多更快!

首先這列車早在2022年10月28日在成都已下線,2023年5月在中國品牌日活動期間在上海世博展覽館參與展出可以說是賺足了眼球。

其次,氫能是一種清潔、零碳的可再生能源,也是國家推進“雙碳”戰略落地的重要新型能源。國內無論是汽車領域還是軌道交通領域都開始了全面研究和試制,綠色環保是我國軌道交通發展的必然趨勢。

氫能的利用一般兩種方式,一種是氫內燃機,一種是氫燃料電池然後通過電動機轉化爲機械能。

此次長客的這款市域列車采用4輛編組,最高時速可達160公裏,此次也是滿載運行可以說是已經達到了對車輛動力系統全面驗證。該列車內置“氫能動力”系統,采用氫燃料電池和超級電容相結合的能源供應方式,取代了原有接觸網供電方案,能量是由氫氣和氧氣在氫燃料電池中進行電化學反應産生的,其反應過程平穩,噪音小,反應産物僅爲水,因而具備環保、零碳等特征。

衆所周知今年春運可以說是讓鐵路系統受到了極大考驗,如果采用這種列車可以說是惡劣得天氣影響就會小很多了,畢竟脫離了對接觸網的依賴。

回到問題,王健部長也介紹了,該列車大致是介于地鐵與高鐵之間的一種交通工具,適用的最佳線路長度區間爲30公裏至500公裏,其動力特性與市域交通要求也較爲契合,那麽替代高鐵還是不現實的,因爲車輛需要加注氫燃料,這個不是一般高鐵站能夠滿足,而之所以說適合市域也是續航裏程決定,如果跑既有線路,那麽在對應的站點就需要建設相應的加氫站和儲氫設施,那麽需要對現有車站或者車輛段需要進行改造升級。至于說高鐵不用電,目前應該說電力高鐵仍是主流,不過鑒于惡劣天氣影響,國家也開始研究內電雙源的電力機車,目前在青藏鐵路上開始運行,時速高達160,但是要想達到高鐵300-350的速度,內燃機車目前還是力不從心。

再談談安全問題,氫氣雖然是易燃易爆氣體,但是其實是很安全的,因爲氫氣爆炸極限是4.0%~75.6%(體積濃度),意思是如果氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%~75.6%之間時,遇火源就會爆炸,而當氫氣濃度小于4.0%或大于75.6%時,即使遇到火源,也不會爆炸。因爲氫氣密度較小,比空氣輕,具有易擴散的特點,所以在非密閉空間下,氫氣很難能達到4%的濃度。

不過對于氫能源列車,早在2017年中車唐山公司也研制了類似的一列車,並投入商業運營,不知道目前什麽情況了。

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