2023年6月15日，中车大同公司举办了“宁东号”氢动力机车下线仪式。这台由经典DF4B内燃机车“魔改”而来的“新能源”机车有哪些创新之处？氢动力机车有哪些特殊价值和使用场景？本期铁道视界，我们为大家一同深度解读：氢能源机（动）车作为轨道交通领域绿色发展全新“科技树”，近年来在国内外广受关注。与我们概念中火箭发射时液氢直接燃烧的场景不同，氢动力机车并非直接“燃烧”氢气或者液态氢，而是采用以氢气为能源的燃料电池输出电能，并以电能驱动机车运行。可以理解为水电解成氢气和氧气的逆反应。通俗来说，就是把氢气通入燃料电池中，反应之后产生电能，并排放出水。是一种安全、绿色、高效的动力方式。
具体到“宁东号”，机车装备了800kW的氢燃料电池，全部安装在改造后的机车顶部。270kg容量的储氢罐则放置于机车机械间中，一次加氢，最长可连续运行约190小时，可胜任站场调车和小运转作业的需求。其中，800kW氢燃料电池让“宁东号”机车一举成为全球装机功率最大的氢燃料机车。同时，“宁东号”还采用了“氢燃料电池+动力蓄电池”的双动力配置，安装的486kWh的锂电池与氢燃料电池配合，能够根据不同使用工况灵活调整动力输出模式，同时还可在制动时回馈吸收电能，实现机车的高效运行。除通过燃料电池供电外，蓄电池还可直接用外接电源充电，机车侧面设有DC 110V和AC 380V双制式的充电插座
低功率混合模式下，燃料电池除了驱动列车外，还向蓄电池供电
对铁路特别是机车熟悉的朋友们可能都会一眼看出——“宁东号”的外形与经典的内燃机车DF4B太相似了，事实上，氢动力机车“宁东号”，正是由DF4B型内燃机车改造而来，这也是我国首台由内燃机车改造而来的氢动力机车。
虽然换了一身亮丽的蓝色涂装，但DF4B的标志性外观还是能一眼认出
为何要由内燃机车改造呢？中车大同公司的技术人员向我们解释，从机车保有量结构来看，目前全国内燃机车拥有量约为7800余台，占铁路机车拥有量的35.9%。“宁东号”所代表的改造方案，通过对老旧内燃机车车体、转向架等部件进行改造修复，延长了相关部件寿命，扩展配置后，可替代目前90%以上的内燃调车机车，大大延长了机车的服务周期，实现了对老车的新生，进而节省了投资，是用户对牵引动力升级换代时的高性价比之选。
改造过程中，需要拆除原有的柴油机等部件，机械间等内部结构进行了大规模改造
改造修复的转向架，牵引电机由直流牵引电机改为了交流电机
同时，对于使用方来说，在节能减排的大框架下，相比其他牵引动力优化方案，氢动力机车可以实现无弓网运行，能够节约用户电气化线路建设和购置电力机车的成本支出。此外，DF4B型内燃机车作为国内分布范围最广，保有量最大的内燃机车型号，改装资源广阔，适用性强。加上中车大同公司针对不同用户和不同使用场景，设计了不同的改装和动力配置方案，能够根据需求最大限度满足用户需要的基础上，尽可能的节省投资，提高效费比。
在2021年1月27日，同样是在中车大同公司，我国自主研发的首台氢燃料电池混合动力机车成功下线。相比之前的那台“蓝色小魔方”，此次亮相的“宁东号”无论是在功率、牵引力，还是续航力等方面都大大提高，拥有更广阔的适用场景。2021年1月27日在中车大同公司下线的我国自主研发的首台氢燃料电池混合动力机车，昵称为“蓝色小魔方”而此次“宁东号”的运营方——宁东铁路公司主要担负着宁东能源化工基地铁路开发建设和煤炭、油品、建设物资、化工原料及产品的运输任务。宁东铁路沿线，无论是以煤炭为原料生产“灰氢”，还是在工业中通过副产品制取“蓝氢”，或者以电解水生产“绿氢”，都有着得天独厚的基础条件，也为氢动力机车积累运营经验提供了广阔舞台。宁东铁路公司作为在应用领域的先行者，探索精神值得肯定在“宁东号”机车下线前，赤大白铁路、国能集团相关铁路均已有氢能源机车入驻，开启了中国铁路牵引动力改革的全新一步。此番“宁东号”机车下线，不仅是中国氢能源在铁路乃至大交通领域产业化应用的标志性成果，更刷新了全球氢能源机车装机功率的纪录，为服务国家“碳达峰、碳中和”战略增强了支撑力。有理由期待，未来中国的氢动力机车，能够为世界铁路装备事业发展提供绿色可持续的解决方案，成为绿色经济的新动能和可持续增长极。
鸣谢：本文部分资料由中车大同公司提供，并在此对中车大同公司的盛情邀请和取材支持一并感谢！
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