1月27日，首臺(tái)國產(chǎn)氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車在中國中車大同電力機(jī)車有限公司(簡稱“中車大同”)下線。這是我國氫能源在鐵路機(jī)車領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的最新成果，標(biāo)志著我國氫能利用技術(shù)取得關(guān)鍵突破，中國鐵路機(jī)車裝備駛?cè)肴驓淠芗夹g(shù)高地。
這款氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車有什么特點(diǎn)?
“氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車是繼內(nèi)燃機(jī)組與鋰電池組組成的混合動(dòng)力之后又一新的重大技術(shù)跨越，具有顯著的綠色環(huán)保和節(jié)能高效等特點(diǎn)。試驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率大幅高于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)組，同時(shí)運(yùn)用再生制動(dòng)技術(shù)，機(jī)車在制動(dòng)時(shí)可以吸收回饋能量，通過制定合理的能量管理策略，完全能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的能量輸出?！敝熊嚧笸笨偨?jīng)理兼總工程師趙明元說，機(jī)車設(shè)計(jì)時(shí)速80公里，持續(xù)功率700千瓦，滿載氫氣可單機(jī)連續(xù)運(yùn)行24.5小時(shí)，平直道最大牽引載重超過5000噸。
中國科學(xué)院院士、西南交通大學(xué)首席教授翟婉明表示，這種不需要通過燃燒即獲得能量的方式，安全可靠，不僅運(yùn)行噪聲小、成本低、維護(hù)便捷，且排出物只有水，完全實(shí)現(xiàn)了碳和污染物的零排放。
為什么要研究氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車?
氫在元素周期表中位于第一位，構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的 75%。在地球上，氫主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)?！白鳛橹匾那鍧嵞茉矗瑢淙剂系暮侠砝檬鞘澜绺鲊傁嘌芯康闹匾萍几叩?，特別是在交通領(lǐng)域，氫能開發(fā)已經(jīng)成為重要的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，得到了普遍應(yīng)用?！壁w明元說，目前，氫燃料在我國已成功實(shí)現(xiàn)了在航天、汽車、城市有軌電車等領(lǐng)域的應(yīng)用。
目前，我國鐵路機(jī)車動(dòng)力約分為非電力和電力兩種類別。
非電力機(jī)車發(fā)展歷程為蒸汽(煤)、燃油，以及最新的氫氣。其中，燃煤和燃油均存在因排放造成的空氣污染，燃油還有一定的噪聲;電力機(jī)車發(fā)展歷程為直流、交流，以及最新的永磁直驅(qū)。機(jī)車效率提升依次為80%、85%和90%。
初步統(tǒng)計(jì)，目前中國國家鐵路集團(tuán)有限公司(簡稱“國鐵集團(tuán)”)保有20000臺(tái)機(jī)車，其中內(nèi)燃機(jī)車7000臺(tái)，直流電力機(jī)車2800臺(tái)，交流電力機(jī)車10200臺(tái)，2019年機(jī)車能源消耗1634萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
2020年初，中車大同立項(xiàng)氫燃料電池應(yīng)用技術(shù)研究機(jī)車研制項(xiàng)目，也是中國中車重大項(xiàng)目“燃料電池混動(dòng)調(diào)車機(jī)車動(dòng)力系統(tǒng)匹配及整車關(guān)鍵技術(shù)研究”重要課題，并于6月份申請了山西科技重大專項(xiàng)。項(xiàng)目于5月份完成方案設(shè)計(jì)，6月份完成技術(shù)設(shè)計(jì)，9月份開始試制，12月完成樣車調(diào)試。
專家認(rèn)為，氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車經(jīng)濟(jì)效益良好。相較傳統(tǒng)燃油和電力機(jī)車，氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車沒有任何污染物的排放，也不用重新架設(shè)取電網(wǎng)，在相對密閉的地鐵、隧道、礦山等環(huán)境下使用優(yōu)勢更加明顯，應(yīng)用和維護(hù)成本也更低;整車采用了模塊化設(shè)計(jì)，包括司機(jī)室在內(nèi)的全部設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了模塊化安裝，這也使氫燃料混合動(dòng)力機(jī)車能夠依據(jù)客戶的實(shí)際需求和應(yīng)用條件，進(jìn)行不同功率等級和傳統(tǒng)+新能源等不同動(dòng)力方式的靈活搭配。
（轉(zhuǎn)載）
