随着世界范围内对环境问题的日益重视,多个国家确立了在未来实现铁路零排放的战略目标,氢能源作为一种重要的替代能源受到铁路领域的广泛关注。自2006年日本研发世界首列搭载有氢燃料电池和蓄电池的E995系混合动力列车以来,包括法国阿尔斯通、JR东日本铁路、德国西门子、英国Vivarail在内的多家铁路制造商积极开展氢燃料列车的研发与试验,其中阿尔斯通Coradia iLint列车在2018年成为世界首列投入运营的氢燃料列车,日本FV-E991、英国HydroFLEX、西门子Mireo Plus H等多个氢燃料列车项目也在持续推进中。
阿尔斯通Coradia iLint列车
Coradia iLint列车是世界第一列以氢燃料电池为驱动装置提供电力的低地板旅客列车,该列车由阿尔斯通公司历经4年研发成功并在德国萨尔茨吉特(Salzgitter)工厂制造,于2018年9月16日在德国下萨克森州实现载客试运行。
该列车最高时速140公里,一次性可运行1000公里,制动时产生的动能和多余的燃料电池能量均储存在锂离子电池中。每节车厢设置的氢罐在350帕的压力下可储存89千克的氢,加氢时间为15分钟。该款列车有150个座位,另提供150名乘客的站立空间。
此外,阿尔斯通还在荷兰、奥地利等国家积极推广Coradia iLint列车,并签订了相关合作协议,目前已在荷兰完成了为期10天的测试。
英国HydroFLEX列车
由英国多家公司联合研发的燃料电池列车原型—HydroFLEX,在2019年6月的West Midlands活动中展出。该列车在319型列车上安装了基于锂离子电池的氢燃料电池动力包,在现有的氢能设备配置下一次可以行驶800公里,最大时速达每小时120公里。
列车氢燃料电池由Ballard公司提供,储氢罐由Luxfer公司提供。波特布鲁克公司(Porterbrook)和伯明翰大学铁路研究与教育中心(BCRRE)计划从2020年3月份开始在英国正式铁路线上对该列车进行测试。
日本FV-E991列车
JR东日本铁路公司于2019年6月4日宣布,将投资40亿日元开发一列配备有燃料电池、锂离子电池以及高压氢罐的FV-E991系列列车。该列车由一节动车和一节拖车组成,根据2018年9月与丰田汽车公司(Toyota Motor Corp)签署的一项商业合作协议,将采用丰田提供的氢能技术。
该列车将氢气储存在四个碳纤维复合罐中,每个碳纤维罐中包含5个容量为51升的储存模块。当存储氢气的最大压力为70兆帕时,列车的最大行驶距离为140公里;当最大压力为35兆帕时,列车的最大行驶距离为80公里。该列车在1067毫米轨距的轨道上行驶的最大速度为100公里/小时。
JR东日本铁路公司希望能够在2021年开始对该列车进行测试,并在2024年之前将该技术用于商业应用。测试内容将包括列车在正常环境中运行的性能、安全性以及对环境的影响,并为“未来燃料电池列车的实际使用”提供指导。
西门子Mireo Plus H列车
西门子正在开发一款氢燃料电池原型列车—Mireo Plus H,将采用西门子和Ballard公司共同开发的氢燃料电池动力系统。该项目计划于2021年完成集成工作。
Mireo Plus H将提供1.7兆瓦的输出功率,这对于氢燃料电池列车而言是极为罕见的。作为参考,目前已经投入运营的阿尔斯通Coradia iLint列车输出功率仅为0.4兆瓦。因此,西门子Mireo Plus H氢燃料列车有着不同的目标市场。
施泰德Flirt H2列车
2019年11月14日,施泰德公司与美国加州圣贝纳迪诺县运输管理局(SBCTA)签署协议,将为美国提供首列商用氢燃料列车——Flirt H2,并计划在2023年交付,于2024年投入运营。
该列车将由两节车厢组成,提供108个座位和宽敞的站立空间,并设有中央电源模块,用于容纳燃料电池和氢罐。该列车最高时速预计将达到127公里/小时。
英国Vivarail公司原型列车
英国Vivarail正在开发一款基于230型列车的原型模块化氢燃料列车,并从2019年年底开始在该公司的英国轨道上进行试验。根据计划,这款列车将包含两节由蓄电池提供动力的车厢和两节装有燃料电池和氢罐的车厢,续航里程约1050公里。