繼中國、德國之后，英國首列氫能源火車來了

2019年6月20日，英國首列氫能源火車(Hydroflex)在West Midlands的活動中展出，該研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人——伯明翰大學(xué)的AlexBurrows聲稱，氫能源列車就像是“輪子上的小型發(fā)電站”，可以說是最環(huán)保的列車，與柴油列車不同，氫能源列車不會排放有害氣體，而是使用氫氣和氧氣來產(chǎn)生電、水和熱量。

氫能源列車原理圖

氫能源火車目前仍然非常罕見，全球僅在中國、德國有氫能源火車在運(yùn)營。英國正努力成為下一個正式運(yùn)營氫能源火車的國家之一。

Hydroflex列車目前還只是一列用于測試技術(shù)的試驗(yàn)性列車，氫氣罐、燃料電池和儲能電池安裝在乘客乘坐的車廂內(nèi)，在未來的商業(yè)運(yùn)營列車中，這些設(shè)備必須安裝在列車的上方和下方。

Hydroflex試驗(yàn)列車是英國第一輛氫能源列車，它將從明年3月份開始在英國正式鐵路線上進(jìn)行測試。

為什么英國現(xiàn)在著手研發(fā)氫能源列車?

目前，英國有四分之一的列車還完全依賴內(nèi)燃機(jī)牽引，而政府希望在2040年前全部淘汰內(nèi)燃機(jī)車。

法國阿爾斯通(Alstom)的邁克·馬爾登(Mike Muldoon)表示，“碳排放協(xié)議就在眼前”，阿爾斯通是德國氫燃料列車的生產(chǎn)商。邁克·馬爾登認(rèn)為，如果要說服更多人從汽車轉(zhuǎn)向火車出行，鐵路部門必須進(jìn)一步提高環(huán)保要求。

2018年1月，英國有36%的電氣化網(wǎng)絡(luò)，客流量大的線路基本都是電氣化線路，全國總共有70%電力牽引列車，還有24%柴油機(jī)車，其余6%的列車為雙動力模式，在有架空接觸網(wǎng)的區(qū)段采用電力牽引，無接觸網(wǎng)區(qū)段采用內(nèi)燃機(jī)牽引。但從環(huán)保角度來看，雙動力模式列車并不完美。對政府而言，電氣化鐵路線也不便宜，客流量相對較少的線路短期內(nèi)很難進(jìn)行電氣化升級。這些就是氫能源列車可以發(fā)揮重大作用的地方。

英國的氫能源列車與德國有什么不同?

阿爾斯通的Mike Muldoon說：“德國當(dāng)前運(yùn)營的列車高度比較高，而英國在維多利亞時代開始便把列車制造得較小，較小的空間難以安裝氫動力裝置”?，F(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何充分利用當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)車的油箱，儲備更多的氫氣，保證列車一天的續(xù)航。而德國的氫能源列車則是在車頂上安裝燃料電池，下部安裝儲能電池。

英國Hydroflex列車是雙動力模式的，它可以由氫燃料電池供電，也可以通過架空接觸網(wǎng)供電。來自Porterbrook的Helen Simpson表示，Hydroflex列車取代長途柴油機(jī)車是“非常可行的”。

中國是世界首列氫燃料電池混合動力有軌電車投入運(yùn)營的國家

2017年10月26日，由“十二五”國家科技支撐計(jì)劃支持的“燃料電池/超級電容混合動力100%低地板有軌電車研制”項(xiàng)目取得重大成果，研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的世界首列氫燃料電池/超級電容有軌電車并投入商業(yè)運(yùn)營。

世界首列商用型氫燃料混合動力100%低地板現(xiàn)代有軌電車

項(xiàng)目承擔(dān)單位中車唐山公司在全球首次攻克了燃料電池/超級電容混合動力牽引與控制、大功率燃料電池系統(tǒng)集成與效率優(yōu)化控制、燃料電池/超級電容混合動力能量管理、混合動力100%低地板有軌電車模塊化設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，研制的有軌電車完全取消受電弓和接觸網(wǎng)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域空白，實(shí)現(xiàn)了“零排放”和全程“無網(wǎng)”運(yùn)行。

項(xiàng)目研制的有軌電車在唐山舉辦的中國工業(yè)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)合大會上首次投入唐胥鐵路載客運(yùn)營，最高運(yùn)行時速70公里，一次快速加氫僅需15分鐘，可持續(xù)行駛40公里。這是全球范圍內(nèi)氫燃料電池有軌電車首次商業(yè)運(yùn)營，標(biāo)志著我國在新能源軌道交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。

氫燃料電池是全球清潔能源開發(fā)利用的主流技術(shù)方向，具有比能量高、噪聲低和無污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，唯一排放物是水，是真正的“零排放”。該項(xiàng)目成果為新能源在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用探索了一條新途徑，具有顯著的社會效益和潛在的經(jīng)濟(jì)效益。