氫能機車迎來更大發展空間

來源：【人民日報中央廚房-能言善道工作室】

近日，交通運輸部發布《鐵路機車車輛駕駛人員資格許可辦法（中華人民共和國交通運輸部令2024年第9號）》（以下簡稱《辦法》），明確準駕鐵路機車車輛類型，規定J6類準駕電力機車包含電電混合、氫動力新能源機車。這是國內首次將氫動力新能源機車納入準駕鐵路機車管理，爲全國氫能機車商業化發展提供了政策依據。

老舊內燃機車污染重、能耗高、噪音大，已不能滿足鐵路綠色低碳發展的需要。多位受訪人士指出，《辦法》的發佈，表明國家對氫能機車的認可度大幅提升，從戰略層面對氫能機車的研發運用給予支持。今後，氫能機車的使用範圍會從過去的地方鐵路、工礦企業拓展到國鐵市場，准入市場的開拓會爲氫能機車帶來更大發展空間。

具備能效高、零排放等優點

“氫能機車具有能量轉換率高、環境污染小、噪聲低等特點。”談起氫能機車的優勢，中車大同電力機車有限公司路外事業部總經理劉志峰告訴《中國能源報》記者。

另外，有業內人士稱，由於不用重新架設取電網，相較傳統燃油和電力機車，氫能源機車在相對密閉的地鐵、隧道、礦山等環境下使用優勢更加明顯，應用和維護成本也更低。

中國汽車戰略與政策研究中心高級研究員宋承斌分析，用氫能源作動力，可以實現全產業鏈的低碳環保，解決電氣化鐵路在電力來源階段的空氣污染問題。

據西南交通大學氫能及儲能技術研究院院長陳維榮領銜團隊的測算，一列時速160公里的氫能源市域動車，一天來回跑500公里，一年大概可以減少1萬多公斤二氧化碳的排放，減碳效果非常明顯。

記者瞭解到，我國鐵路碳排放主要來源於內燃機車，目前還有近萬臺內燃機車承擔運輸任務，污染重、耗能高、噪音大，淘汰更新勢在必行。

爲此，近年來，我國機車領域一直在尋找清潔的解決方案，並生產出了氫燃料電池機車、混合動力機車等多種新能源機車。鐵路行業正在加快推動新能源機車的應用，力爭到2027年實現老舊內燃機車基本淘汰。

不斷獲得新突破

近年來，我國在氫能軌道交通方面不斷取得突破。“當前，國內氫能軌道交通的產品主要用於城際列車、城市有軌電車及調車機車等。”宋承斌說。據不完全統計，全國目前已公開下線氫能軌道車19列，其中客運軌道車16列、貨運機車2列、特殊作業車1列。

比如，2021年10月29日，由中車大同電力機車有限公司研製的首臺氫燃料電池混合動力機車正式上線應用，標誌着我國軌道交通裝備在新能源領域實現由產品開發到實踐應用的重大跨越。

“當時設計的時速達80公里，滿載氫氣可單機連續運行24.5小時，平直道最大牽引載重超過5000噸，相較內燃機車每萬噸公里可減少碳排放約80千克。”劉志峰說。

隨着研發的不斷推進，今年4月，國家能源集團與中國中車聯合研製的我國首臺大功率氫能源動力調車機車在新朔鐵路巴準線四道柳站首次完成萬噸裝車試驗，標誌着我國重載鐵路大功率氫能源動力裝備的市場化運用取得關鍵性突破。

今年8月中旬，上述大功率氫能源機車向媒體展示了氫能在重載鐵路上的實踐運用。據介紹，該臺機車是國內首臺2400千瓦大功率氫能源機車，可謂“大塊頭有大智慧”，可以根據不同牽引運用需求，實現氫燃料供電、鋰電池供電、混合動力供電的多種供電模式，大幅降低大氣污染物和溫室氣體排放。

國能新朔鐵路機務公司指導司機宋偉說：“這臺氫能源機車，不僅節能環保，而且功率特別大，時速可達100公里，牽引最大載重可達萬噸，相當於拉動200多節車廂，車廂連接起來長約6公里。”此外，該臺氫能源機車滿載氫氣時可連續運行12小時以上，續航里程達800公里。測算顯示，僅這一臺機車每年可以減少164噸燃油消耗，減少二氧化碳排放508噸。

帶動相關產業發展

談及氫能機車技術上的挑戰，劉志峰坦言，“一是如何更好地完成氫能機車的低溫性驗證，持續提升機車的性能；二是如何提升氫能機車的儲氫量，進而提升整車的續航能力。”

“同時，運營成本較高和基礎設施不健全也限制了氫能機車的發展。”宋承斌說，氫能列車運營成本相較於柴油及電動列車更高，主要源於高燃料成本以及高維護費用，高燃料成本包括氫氣價格偏高以及能源轉換效率不高，而高維護成本則涉及燃料電池組件更換及鐵路線路維護與改造的高額費用。

記者瞭解到，目前，國內氫能列車加氫站稀缺，加氫問題制約應用推廣。氫能列車加氫站由於容量大，建設難度大、技術要求高，因此在安全設計方面極爲嚴格。

對此，宋承斌建議，首先應加強政策引導，支持軌道交通領域在氫能方面的應用。完善氫能源發展規劃，將軌道交通納入氫能源應用場景。制定軌道交通領域氫能應用戰略和路線圖，明確氫能在“雙碳”目標和長期能源戰略中的作用，建立氫能源軌道交通的標準規範，允許有條件的地方先行先試。

其次，還應加大氫燃料電池技術開發，不斷提高氫能列車性能水平。促進燃料電池技術向模塊化、智能化、長里程等方向發展，滿足不同功率等級的需求。同時提高氫能列車續航里程、氫能循環利用效率。

最後，要不斷完善基礎設施建設，形成便捷的加氫體系。完善加氫站建設，形成與氫能列車運行網絡相匹配，高效便捷的加氫服務體系。在多位業內人士看來，氫能機車的發展，將催生規模化、多樣化的新能源產品需求，從而也將帶動電池、電氣、電機等相關產業蓬勃發展。

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