产业政策
交通运输部:首次将氢动力新能源机车纳入准驾铁路机车管理
日前,交通运输部发布《铁路机车车辆驾驶人员资格许可办法(中华人民共和国交通运输部令2024年第9号)》,明确准驾铁路机车车辆类型,规定J6类准驾电力机车包含电电混合、氢动力新能源机车。这是国内首次将氢动力新能源机车纳入准驾铁路机车管理,为全国氢能机车商业化发展提供了政策依据。
国内资讯
我国氢能机车发展提速:19列下线,首台2400千瓦大功率氢能源机车完成万吨装车试验
老旧内燃机车污染重、能耗高、噪音大,已不能满足铁路绿色低碳发展需要。我国还有4万公里非电气化铁路、近万台内燃机车承担运输任务,铁路行业正加快推动新能源机车应用,力争到2027年基本淘汰老旧内燃机车。多位业内人士指出,《办法》的发布表明国家对氢能机车的认可度大幅提升,从战略层面对氢能机车研发运用给予支持;今后氢能机车使用范围将从过去的地方铁路、工矿企业拓展到国铁市场。
中车大同电力机车有限公司路外事业部总经理刘志峰表示,氢能机车具有能量转换率高、环境污染小、噪声低等特点。中国汽车战略与政策研究中心高级研究员宋承斌分析,用氢能源作动力可实现全产业链低碳环保,解决电气化铁路在电力来源阶段的空气污染问题。据西南交通大学氢能及储能技术研究院院长陈维荣领衔团队测算,一列时速160公里的氢能源市域动车一天来回跑500公里,一年约可减少1万多公斤二氧化碳排放。
目前国内氢能轨道交通产品主要用于城际列车、城市有轨电车及调车机车等。据不完全统计,全国已公开下线氢能轨道车19列,其中客运轨道车16列、货运机车2列、特殊作业车1列。
今年4月,国家能源集团与中国中车联合研制的我国首台大功率氢能源动力调车机车在新朔铁路巴准线四道柳站首次完成万吨装车试验,标志着我国重载铁路大功率氢能源动力装备市场化运用取得关键性突破。该机车是国内首台2400千瓦大功率氢能源机车,可根据不同牵引需求实现氢燃料供电、锂电池供电、混合动力供电等多种模式,大幅降低大气污染物和温室气体排放;时速可达100公里,牵引最大载重可达万吨(相当于拉动200多节车厢、连接起来长约6公里),满载氢气时可连续运行12小时以上,续航里程达800公里。测算显示,仅这一台机车每年可减少164吨燃油消耗、减少二氧化碳排放508吨。
业内:氢能机车仍面临低温验证、储氢续航等挑战,建议完善政策与基建
氢能机车技术目前面临的挑战:一是如何更好地完成低温性验证,持续提升机车性能;二是如何提升储氢量,进而提升整车续航能力。同时,运营成本较高(氢气价格偏高、能源转换效率不高,燃料电池组件更换及铁路线路维护改造费用高)和加氢站稀缺、建设难度大、技术要求高,也限制了氢能机车发展。
对此业内人士建议:其一,加强政策引导,完善氢能源发展规划,将轨道交通纳入氢能应用场景,制定氢能源轨道交通标准规范,允许有条件的地方先行先试;其二,加大氢燃料电池技术开发,促进燃料电池技术向模块化、智能化、长里程方向发展,提高氢能列车续航里程和氢能循环利用效率;其三,完善基础设施建设,形成与氢能列车运行网络相匹配、高效便捷的加氢服务体系。多位业内人士认为,氢能机车的发展将催生规模化、多样化的新能源产品需求,带动电池、电气、电机等相关产业蓬勃发展。
海外资讯
韩国大田市:将建世界最长氢能有轨机车线路
"氢气作能源,零碳来排放",韩国大田市宣布将在韩国率先于城市轨道交通2号线引入采用纯韩国技术的氢能有轨机车项目,建成后将是世界最长的无接触网有轨机车线路。项目于今年9月动工建设,预计2028年底竣工。
该氢能机车为五节编组列车,身长38米,最多可搭载300人,平均行驶速度为每小时22公里;配备氢燃料电池,一次加氢能行驶200公里以上,完全无线运行,无需在城市安装供电线路。线路全长38.8公里,沿线设置45个站点,为贯穿大田全部五个区(西区、中区、东区、大德区、儒城区)的城市环形线路。车辆系统和氢燃料电池技术均以纯韩国技术开发,通过韩国国家技术开发项目,已完成主要零部件技术开发、性能评估、5000公里运行等示范工作。
氢能机车利用空气中氢气和氧气化学反应产生电力、由电机驱动,应用最新可旋转转向架技术,显著降低与轨道的摩擦噪音;核心的氢燃料电池堆发电不排放二氧化碳等污染物。氢源计划采用从大田垃圾填埋场产生的甲烷气体中提取的蓝色氢气。因进气提取氧气使用高性能过滤器,列车运行时可净化空气,运行一小时可产生107.6公斤清洁空气,单日空气质量改善效果相当于11万名成年人一小时的空气消耗量。车辆配备前方碰撞预警系统和自动制动系统,安装四个55英寸透明OLED屏幕显示路线信息及为听力障碍者设置的便利装置;电池系统采用LTO电池(而非锂聚合物电池),最大限度提高防火安全性。

项目融资与建设方面:9月15日,大田市与现代Rotem签署价值2934亿韩元(15.8亿人民币)的34辆氢能有轨电车生产合同,并将于本月内下达包括路基和轨道在内的全面土木工程订单。工程总成本15069亿韩元(81亿人民币,其中国家预算占60%、市政府预算占40%),基建工程总金额9158亿韩元(49.3亿人民币)。大田城市铁路2号线项目早于1996年由政府批准首个基本计划,28年后才启动车辆生产和施工订单。路基和轨道建设订单划分为14个长2-4公里的部分,增加当地企业参与机会;成本低于300亿韩元的9个项目通过资格审查确定中标者,300亿韩元以上项目综合评估审查,西大田立交桥和地尾山口部分的大型结构施工通过详细设计技术方案下单。位于大德区莲竹洞的车辆基地(承担维护、检查、操作控制等功能)通过678亿韩元单一项目建设,价值1236亿韩元的机械、消防、电气、信号和通信建设分30个部分推进。45个车站中41座采用"相对"式(道路两侧上下车)、3座采用"岛式"(站台位于上下行线之间)。

后续安排:大田市将从2026年下半年引入1辆氢能有轨列车,到2028年上半年陆续接收34辆,随后通过约六个月综合试运行确定性能和安全性,于2028年底正式投入运营。铁路界专家认为,氢能有轨机车是高能效的环保系统,大田项目积累的商业计划和技术经验将成为韩国铁路业发展的重要财富。大田市长李章宇表示,在引领韩国科技发展的科学之都首次引入氢能有轨机车这一未来铁路技术意义非凡,由于所有不确定因素都已解决,建设期间将大力推动当地经济发展。

韩国铁道研究院:首次开发液化氢铁路机车核心技术
韩国铁道研究院(KORAIL)9月17日宣称,正开展韩国国内首次液化氢机车核心技术开发及技术组合试验。所研发核心技术涵盖铁路机车推进变频控制技术、混合动力推进技术、液化氢储存技术以及汽化装置。
其中铁路机车推进逆变控制技术此前依赖进口,如今实现国产化,可应用于7000台机车的推进控制装置。研究院运用一台逆变器控制一台电机(1C1M)的方法开发出390kW电机,正测试牵引力和加速度,计划最早于10月开展测试与认证工作。
液化氢储存技术与汽化装置能将-253℃的液化氢储存于容器并高效汽化,旨在将氢气温度控制在零摄氏度以上(氢气应用于燃料电池的条件)、压力控制在17巴以下。由于韩国没有使用液化氢的详细法规,需借助监管沙箱推进;计划于11月依据官方测试程序及安全管理计划批准情况,开展从液氢储存容器到燃料电池、DC-DC转换器、推进逆变器以及负载的组合测试,验证液氢机车核心技术性能。

多国研发示范提速:德法日加氢能机车项目一览
氢能机车已成多国争夺的赛道,德国、法国、日本、加拿大等均在推进研发或示范运行。
德国:阿尔斯通Coradia iLint已投入商业运营
阿尔斯通Coradia iLint是全球首款投入商业运营的氢燃料电池机车,采用氢燃料电池与锂离子电池混合供电系统:燃料电池提供主要动力,锂电池在启动、加速和回收制动能量时提供辅助动力,提高能效和运行灵活性。其氢气储存采用高压气态储氢技术,一次加氢可行驶数百公里。该车已在德国下萨克森州非电气化铁路线上投入商业运营,替代传统柴油列车,减少二氧化碳和颗粒物排放,安静的运行特性受到沿线居民欢迎。

法国:阿尔斯通推进氢能机车在环保敏感线路应用
阿尔斯通在法国积极推广与Coradia iLint类似的氢能机车技术,持续在氢燃料电池性能优化、储氢系统安全性提升和整车智能化控制方面研发改进,通过改进材料和优化设计提高燃料电池使用寿命和运行稳定性。法国正计划将氢能机车应用于风景保护区、山区等对环境要求较高、电气化建设成本较高的铁路线路。
日本:丰田与JR东日本合作开发氢能机车
丰田与东日本铁路公司(JR东日本)合作开发氢能机车,依托丰田氢燃料电池技术的高能量转换效率和快速启动能力,并结合日本轨道交通精密制造技术。项目注重适应本国地理气候条件,在抗震结构设计和系统安全性上做特殊考量,并保证寒冷天气下氢燃料电池正常启动运行。目前处于测试和研发推进阶段,未来可用于偏远岛屿和山区铁路等电气化成本高、减碳需求迫切的线路。

加拿大:推进氢能轻轨项目试点示范
加拿大氢能轻轨项目旨在开发适合城市轻轨的氢燃料电池技术,研发重点包括优化燃料电池系统功率输出以满足轻轨频繁启停需求,以及开发适应轻轨空间限制的高效储氢系统(采用新型储氢材料和紧凑储氢罐设计,提高单位体积储氢量)。目前处于项目试点和示范阶段,探索氢能在城市轨道交通中的应用可行性。

