160km/h!全球首列氢能源市域列车亮相上海;氢能源列车是轨道交通的未来?
文章来源:全球氢能、吉林日报、四川日报
5月10日,2023年中国品牌日活动在上海世博展览馆拉开序幕。在中国中车展区,中国中车最新绿色低碳技术成果——氢能源市域列车重磅发布,这也是全球首列氢能源市域列车。
图源吉林日报
据了解,全球首列氢能源市域列车采用“复兴号”关键核心技术,4辆编组,最高时速160km/h,内置“氢能动力”系统,为车辆运用提供强劲持久的动力源,可实现600公里超长续航,具有绿色零碳、智能舒适、高颜值等特点。
根据测算,使用氢能源的轨道交通线路,一次性建设成本和全寿命周期运营成本比传统轨道交通的成本低10%—20%左右,同时,建设周期短,运营维护更简单。
图源吉林日报
据介绍,该列车最大载客量将达到1502人(按9人/平方米)。列车采用氢燃料电池和超级电容相结合的能源供应方式,替代原有接触网供电方案,能量由氢气和氧气在氢燃料电池中进行电化学反应产生,反应过程平稳,噪音小,反应产物仅为水,因而具备环保、零碳的特征。由于摆脱了接触网运行条件的束缚,车辆可以广泛应用于现存的非电气化线路区段,大幅提升市域车辆的应用范围。
在智能行车方面,车辆采用最高等级的自动驾驶技术,赋予车辆自动唤醒、自动启停、自动回库等智能行车功能。同时采用车-车通信系统,优化了车辆控制流程,极大地提升列车运行效率和安全可靠性。
在智能监控方面,设置多个智能检测系统,数千个智能传感器,随时自体检,自感知。列车首次采用5G大容量车地通讯技术,实现车地信息传输的多网融合,以大数据分析技术对列车运行状态进行评估,保障行车安全。
在智能交互方面,应用OLED车窗、双曲面屏、超薄屏等智能化乘客信息显示技术,实现视频直播观看,出行信息查询;采用智能照明系统,可根据车外环境自动调节亮度及色温,提升乘坐体验。
在外观设计方面,列车前端采用全包设计,流线型车头具有优越的空气动力学性能。
根据过往报道,2022年12月28日,该全球首列氢能源市域列车在位于成都新津的成都中车长客生产基地下线。[相关阅读:时速160公里!全球首列氢能源市域列车在成都中车下线!]
图源长春发布
中车长客国家轨道客车工程研究中心副主任段洪亮表示,全球首列氢能源市域列车将引领市域轨道交通绿色低碳的发展新方向,带动氢能源相关产业链的良性循环和创新发展。中车长客将继续探索氢能在不同平台产品的应用,不断丰富运用场景,满足客户绿色环保、智能舒适的价值需求,为建设绿色城市、美丽中国助力提速。
据悉,随着高铁技术的平移和深耕,中国中车积极构建轨道交通装备和清洁能源装备“双赛道、双集群”发展模式,打造从关键器件到核心部件、系统、整车整机,再到解决方案的完整技术链和产业链,在长春、青岛、株洲、唐山等地打造全球领先的轨道交通装备制造基地,在吉林松原、广西百色建成新能源装备零碳产业园。
目前,氢能技术已在中车交通类产品中得到广泛应用,其研制的氢燃料电池动力系统已成功应用到新能源客车、轨道机车上;氢能源有轨电车、氢燃料电池混合动力机车投入运营,真正实现“零排放”。
近年来,氢能源一直都是全球能源界关注的重点,其中氢燃料电池的应用与研发也是许多科研工作者技术攻关的重要领域。氢能作为构建以清洁能源为主的综合能源供给系统的重要载体,已被应用于交通体系之中,并且不断发展。目前,氢燃料电池已开始在乘用车、客车、物流车等当中进行推广应用,而氢能源列车也会在不久的将来成为传统轨道交通的重要补充。
“一提到氢能源应用,可能大家想到的是公路交通,比如轿车、大巴车等等,但实际上铁路同样面临巨大的节能减排压力,以2021年为例,全系统机车拥有量为21000多台,但其中内燃机有7600多台,占比超过了1/3,所以铁路交通也迫切需要新能源的应用。”西南交通大学电气工程学院院长、俄罗斯工程院外籍院士陈维荣表示。
与高铁相比,以氢燃料做动力的列车具有其自身的优势:
成本更低。氢能源轨道交通因免掉了传统电气化铁路的接触网、变电所等复杂工程问题,其一次性建设成本和全寿命周期运营成本,比传统高铁低10%—20%左右,同时,建设周期短,运营维护更简单。
更加绿色低碳。采用氢能源作为动力,从制氢到用氢,全产业链都是低碳的。高铁靠电力驱动,电气化铁路在使用阶段是环保的,但目前我国60%的电力来源于火电,源头上还是有空气污染问题。所以从全产业链角度来看,氢能源轨道交通更加低碳环保。
根据测算,一列时速160公里的氢能源市域动车,一天来回跑500公里,一年大概可以减少1万多公斤二氧化碳的排放,减碳效果非常明显。所以,氢能源列车是轨道交通领域实现“双碳”目标的一个重要手段。当前,我国氢能列车发展持续推进中。
全国首台氢能机车在国家电投锦白铁路试运行,图源新华社
首先,政策方面对于氢能列车的发展持积极肯定鼓励的态度。
2022年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发的《氢能中长期规划(2021-2035年)》提出,应发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用,深挖跨界应用潜力,因地制宜引导多元应用,推动交通等用能终端的能源消费转型和高耗能、高排放行业绿色发展;结合道路运输行业发展特点,重点推进氢燃料电池中重型车辆应用。
此外,2022年,北京、唐山、长治、大连、济南、济宁、广州、佛山、成都、内江、青岛等省市制定政策积极推进氢能在轨道交通领域的装备研究及示范应用。其中大连明确到2023、2025、2035年氢燃料电池轨道交通车辆保有量分别达到5、10、30辆以上;青岛鼓励在新建轨道交通项目中试点燃料电池轨道列车,青岛西海岸新区明确到2030年建成1条氢能轨道交通示范线;佛山提出在高明区建成全国领先的氢燃料电池有轨电车生产基地,预计到2021年、2025年和2030年,有轨电车数量分别达到5辆、10辆和15辆。
2023年,全国政协委员、农工党青海省委会主委王昆在全国两会前夕对低碳“天路”提出了新的想法,他表示,青藏高原绿色低碳交通运输体系建设亟待加大支持力度,建议推进氢能源列车、氢能源汽车、电动汽车在青藏高原的应用。
市场应用方面,我国的氢动力列车也在持续推进中。
我国氢能列车发展动态,图源全球氢能
在氢能列车发展的背后,是全球能源变革的缩影。氢能及燃料电池技术作为柴油的替代,以减缓温室效应、提高能源利用率、削减列车运行能耗为目的,逐步在铁路运输中崭露头角。
陈维荣院士曾在采访中表示,未来,氢能源列车会成为传统轨道交通的重要补充。高铁是我国一张靓丽的名片。高铁干线、联网线路,还是以电气化铁路为主,也就是常规的高铁,但在一些新建或者改造铁路,由于不需要与既有铁路联网,可以选择氢能源列车,距离不是太长,用氢能源来替代非常合适。
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编辑:戴戴
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