在全球向低碳、綠色轉(zhuǎn)型的大背景下，氫能正在作為一種清潔能源在軌道交通領域中蓬勃發(fā)展。近期，中國、美國、印度、德國、意大利、愛爾蘭、波蘭、奧地利、西班牙、馬來西亞等國家均在推進氫能列車應用中取得不錯進展，全球范圍內(nèi)氫能軌道交通的探索活動正愈加活躍，同時也給企業(yè)提供了更多的機會和更廣闊的市場。

國內(nèi)軌道交通“氫”風陣陣

軌道交通能源消耗量巨大，是交通領域能源消耗、碳排放的重要行業(yè)，在“雙碳”目標下，其減排增效面臨著的巨大壓力。氫能作為清潔高效的綠色能源，將其大規(guī)模應用到軌道交通上，被視為實現(xiàn)軌道交通碳中和的創(chuàng)新解決方案之一。

今年以來，國內(nèi)氫能源列車的推廣持續(xù)加快，以中車、河北京車為代表的領頭企業(yè)瞄準能源轉(zhuǎn)型方向，推動燃料電池在氫能軌道交通領域大放異彩，不斷取得進展。

10月29日，由中車大同公司研制的全國首臺氫燃料電池混合動力機車迎來安全運行兩周年。兩年來，該機車在內(nèi)蒙古錦白鐵路投入運行，高效完成調(diào)車、運轉(zhuǎn)等牽引任務，安全運行35473公里，總能耗27.36萬千瓦時，減少碳排放約360噸。

7月18日，國內(nèi)首臺氫能源地鐵施工作業(yè)車在湖北襄陽正式下線，該作業(yè)車可應用于地鐵、隧道、礦山等相對密閉的環(huán)境，與傳統(tǒng)燃油作業(yè)車相比，該車全生命周期可累計減少碳排放225噸。

6月15日，“寧東號”氫動力機車在中國中車下線，這是目前氫燃料電池裝機功率最大的氫動力機車，也是國內(nèi)首臺由內(nèi)燃機車改造而來的氫動力機車；5月10日，中國中車發(fā)布最新氫能源市域列車產(chǎn)品，該車最高時速160km/h，可實現(xiàn)600公里超長續(xù)航；3月2日，由河北京車制造的國內(nèi)首列氫燃料混合動力鉸接輕軌車正式下線，該車屬于中運量制式，既可以在既有鐵路非電氣化的區(qū)段運行，也可以避免新建線路上架設接觸網(wǎng)。

從上述事件可以看出，國內(nèi)各地正在加速推進氫能軌道交通應用，多家央企國企開始深入挖掘氫能軌道交通市場機會，不斷發(fā)布相關氫能列車產(chǎn)品，同時也實現(xiàn)了從研發(fā)到運行的快速發(fā)展。

海外氫能列車應用“此起彼伏”

事實上，隨著減少碳排放成為國際共識，綠色能源的應用成為全球交通領域關注的熱點，世界各國都在進行積極探索，利用氫能實現(xiàn)軌道交通“零排放”。目前海外氫能列車發(fā)展也開啟了加速模式，以美國、印度、德國、意大利、愛爾蘭、波蘭、奧地利、西班牙、馬來西亞為代表的國家紛紛推進氫能列車落地應用。

10月，美國加州交通部與施泰德鐵路簽署了8000萬美元的合同，雙方共同合作交付北美首列城際氫能客運列車，這些列車將與全州各地的城際和地區(qū)鐵路合作伙伴協(xié)調(diào)，進行示范運營；同在10月，沙特阿拉伯鐵路公司宣布將與阿爾斯通合作，于月內(nèi)在利雅得運營并展示客運氫動力列車，該車將在利雅得的東部網(wǎng)絡1號線或2號線上行駛10至20公里。

10月3日，意大利倫巴第大區(qū)FNM交通集團與阿爾斯通聯(lián)合推出氫動力列車，該型列車將于2024年底至2025年初在瓦爾卡莫尼卡投入商業(yè)運營服務；在4月，意大利計劃撥款3億歐元，用于在全國六個地區(qū)用氫能列車取代柴油列車。其中2400萬歐元的資金將用于實際購買新的氫氣列車，其余2.76億歐元將用于綠色氫氣生產(chǎn)、存儲和列車加氫設施。

9月15日，西門子交通在德國巴伐利亞州成功完成氫能列車首次試運行，試運行計劃為期30個月，旨在對氫能列車在各種日常條件下的性能進行全面測試；9月6日，由中車株洲所自主研發(fā)制造的全球首輛氫能源智軌電車正式亮相馬來西亞，并在砂拉越州古晉市開啟試跑；9月，愛爾蘭鐵路宣布將嘗試將柴油發(fā)動機改裝為氫能內(nèi)燃機，改裝后的機車于2024年進行動力和排放輸出靜態(tài)測試，2025年才會投入實際應用。

7月，波蘭最大的機車車輛制造商PESA推出了首款經(jīng)過認證的氫動力調(diào)車機車，并獲準進入歐洲市場，該車主要用于調(diào)車工作和輕型貨物列車的驅(qū)動，最高時速為90公里/小時；7月，奧地利聯(lián)邦鐵路公司與施泰德簽訂了一份框架協(xié)議，將生產(chǎn)120輛電池動力列車，25輛氫動力列車；6月，西班牙首列氫燃料電池火車開始運行測試，目前已完成首個計劃路線；1月初，印度鐵道部長表示，2023年12月印度鐵路將推出氫動力列車，試運營則在窄軌傳統(tǒng)線路上進行。

哪些難題還需要解決？

氫能軌道列車快速崛起背后，離不開其本身優(yōu)越的性能和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。氫能列車不需要依賴于外部的電網(wǎng)供電，可以通過自帶的燃料電池將儲存的氫氣轉(zhuǎn)化為電能，因此免掉了傳統(tǒng)電氣化鐵路的接觸網(wǎng)、變電所等復雜工程問題，相比傳統(tǒng)燃油和電力機車，其建設周期短，運營維護更簡單。

同時，氫能列車也更加節(jié)能環(huán)保，當前雖然電氣化鐵路在使用階段是環(huán)保的，但國內(nèi)60%的電力來源于火電，源頭上還是有空氣污染問題。而綠氫產(chǎn)業(yè)鏈從制氫到用氫都是低碳的，從全產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，氫能軌道交通更加低碳環(huán)保。

值得注意的是，雖然在全球節(jié)能減排的大環(huán)境下，氫能列車前景廣闊，但要真正實現(xiàn)商業(yè)化仍有很長的路要走。

首先技術層面還需要進一步增強。動車在啟動階段需要比較高的功率輸出，但依目前技術來看，儲氫容量密度上限約為70MPa，這勢必會導致動車的大量空間用于氫氣罐存放。而由于容量限制、耗氫量大，氫能動車的速度和續(xù)航時間也會成為瓶頸問題。

標準支撐方面，氫能列車的國家或行業(yè)標準規(guī)范還未完善，需要政府來推動，建立軌道交通用儲氫系統(tǒng)設計及試驗、燃料電池系統(tǒng)設計及試驗、氫能列車安全運行等標準。此外，氫氣價格高、加氫難、氫氣存儲與運輸成本高也是幾大痛點，后續(xù)要把基礎設施建起來，才能推動氫能列車大規(guī)模地應用。

氫能列車是一種全新的環(huán)保交通方式，目前世界各國對氫能在軌道交通上的應用還在不斷推進探索中，未來隨著相關技術發(fā)展成熟、行業(yè)配套進一步完善，氫能列車的發(fā)展也將更加璀璨。