《美国首列氢动力客运列车将在2025年投入运营》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2024-09-26
  • 美国推出了首列零排放客运列车,这可能成为全球公共交通脱碳努力的一个重要里程碑。

    零排放多单元(The Zero Emission Multiple Unit,ZEMU)在加州圣贝纳迪诺首次亮相。该列车可搭载108名乘客,计划于2025年初全面投入运营。ZEMU为氢技术在日常公共交通中的潜力提供了现实世界的测试。

    虽然美国刚刚开始其氢动力列车之旅,但其他国家已经取得了一系列重大进展。

    2018年,德国推出了世界上第一列氢动力列车,为其他国家开创了先例。英国目前正在测试氢列车,作为其到2040年逐步淘汰柴油列车计划的一部分。法国已经为几条地区线路订购了氢动力列车,并计划于2025年开始运营。这些全球活动强调,人们越来越认识到氢燃料有可能彻底改变铁路运输。

    自1825年世界上第一条铁路线开通以来,氢与电的对比才过去了200多年,当时,燃煤蒸汽机车连接着英格兰北部的两个城镇。两个世纪过去了,铁路工业基本上已经摆脱了煤炭,现代火车由柴油和电力机车牵引。

    随着可持续性现在处于发展的最前沿,我们可能会更多地关注电力和氢作为铁路发动机的动力来源。那么,两者的相对优点是什么呢?

    这场争论的出发点是,电动和氢动力列车在使用时都被认为是零排放的。然而,电动列车依赖外部能源发电,如果这些能源不是来自可再生能源,这些列车就会增加总体碳排放量。加拿大的一项研究还指出,电动火车需要昂贵而复杂的基础设施,包括架空的电缆架和提供电力的变电站。

    电池驱动的电动火车的发展可以消除数千公里的电缆,但它们将产生对快速充电基础设施的需求,或者将耗尽的电池更换为满电电池的设施。

    同样的研究发现,氢作为下一代火车的动力来源有多种好处。这些优势包括氢蕴含的能量更高,可以在内燃机中燃烧或将其转化为燃料电池来发电,而且与电力铁路相比,前期基础设施投资水平要低得多。

    电气化铁路的主要优势之一是,供应和管理巨大电力负荷的基础设施和安全措施已经到位。氢作为铁路燃料的实施将需要大规模的基础设施建设,以安全运输、储存和部署氢。氢是一种易挥发且极易爆炸的化学物质,因此在供应链的每个环节都需要严格的安全措施。


    在高速行驶的火车上储存大量氢气是有潜在危险的。英国铁路安全与标准委员会(Rail Safety and Standards Board)发布了一份报告,解决了促进氢动力列车安全投入常规服务所需的安全、技术标准和监管问题。该报告将火灾风险确定为主要问题,并探讨了几种降低风险的方法,包括氢气罐在机车车辆上的位置和维护要求,以确保安全运行。

    氢列车的成功将取决于绿色氢生产和配套基础设施的并行发展。随着技术的进步和规模经济的发挥,我们可以期待看到更多的氢动力列车在全球范围内推出,为实现净零排放的未来做出重大贡献。

    氢动力列车和电动列车之间的选择可能取决于具体的路线要求、现有的基础设施、当地的能源生产方式和长期成本预测。

    在许多情况下,两种技术的结合可能被证明是实现完全脱碳铁路网的最有效方法。

    世界经济论坛(The World Economic Forum)先进能源解决方案社区旨在迅速加快工业规模先进技术的部署,如清洁燃料、氢、先进核能、能源储存和碳去除,通过让推动转型的关键能源部门的领导人参与进来,将时间表从几十年缩短到几年。

  • 原文来源:https://www.nengyuanjie.net/article/99210.html
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    • 编译者:guokm
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    • 本月初,一架小型零燃料飞机在美国华盛顿州试飞。试飞员表示,改装后的飞机能够完全依靠氢燃料电池运行,测试结果良好。 这架纯氢动力飞机由美国通用氢能源公司(Universal Hydrogen)生产,该公司总部位于洛杉矶,希望能够引领美国众航空公司的碳减排进程。该公司表示,为小型飞机安装一套转换套件(包括燃料电池和电力传动系统)可以助其航空客运业务于2025年前实现净零排放。 2021年9月,航空公司领导和拜登总统达成协议,即到2030年将飞机碳排放量减少20%,2050年之前实现温室气体净零排放。为实现这一目标,可采取拜登政府所青睐的可持续航空燃料(SAF)、或是电动飞机以及氢燃料三种解决方案。 3月2日上午8点45分,这架绰号为闪电麦克莱恩(Lightning McClean)的飞机从格兰特县国际机场(KMWH)起飞,15分钟后到达3500 英尺的巡航高度。该次飞行依据为美国联邦航空局特殊适航证书,是为期两年的首次飞行测试,预计将在2025年达到高潮。该飞机由ATR 72支线飞机改造而成,仅保留了一个原始化石燃料涡轮发动机保障安全,其余均使用纯氢动力发动机。 本次任务由经验丰富的前美国空军试飞员兼该公司首席试飞员亚历克斯·克罗尔(Alex Kroll)完成。他表示,在第二轮巡回测试中,他能够完全利用氢燃料电池发电机飞行,无需依赖原始化石燃料发动机。 克罗尔表示:“改造后的飞机操控性能极好,氢燃料电池动力系统产生的噪音和振动明显低于传统涡轮发动机。” 通用氢能源公司签订了数十架氢动力支线飞机的客运订单,其中包括美国公司Connect Airlines。该公司首席执行官约翰·托马斯(John Thomas)称,闪电麦克莱恩的飞行是“全球航空业脱碳的起点”。 01 航空业碳减排 气候变化让航空运输在未来几十年内面临着生存危机。 总部位于华盛顿的非营利研究机构世界资源研究所(World Resources Institute)的数据显示,航空业的二氧化碳排放量仅为汽车和卡车的六分之一。然而,飞机的日均乘客数却远低于汽车和卡车。 四大航空公司(美国航空公司、联合航空公司、达美航空公司和西南航空公司)航空燃料使用量在2014年至2019年间增长了15%。然而,尽管更高效、低碳的飞机已经投产,2019年后乘客量均呈下降趋势。 航空公司致力于在本世纪中叶实现碳中和,某些航空公司还投资了可持续燃料,从而让航空业在气候变化中发挥积极作用。 02 可持续燃料 VS 电 VS 氢 可持续燃料(SAF)是由食用油、动物脂肪、城市垃圾或其他原料制成的生物燃料。该燃料能够与传统燃料混合,为喷气发动机提供动力,且该燃料已在试飞阶段甚至是定期客运航班上投入使用。 然而,可持续燃料成本高昂,约为传统航空燃料的三倍。随着越来越多的航空公司购买和使用可持续燃料,价格将进一步上涨。支持者们正在积极推动减税等激励措施,从而促进生产。 决策人认为,可持续燃料是一种能够实现碳减排的过渡性燃料,直到电动或氢动力飞机等更重大的突破实现。事实上,或许这些技术在二三十年内都无法广泛应用于航空飞机。 有公司正尝试设计并制造电动飞机,但大多都是如直升机般垂直起降的小型飞机,只能容纳少数乘客。 若要生产出能够搭载200名乘客的大型电动飞机(相当于中型标准航班),需要更大的电池,保证更长的飞行时间。按此标准,电池重量需要达到航空燃料的约40倍,才能保证充足电量。但若不改革电池技术,电动飞机将无法实现。 此外,“氢本身是一种非常轻的燃料”,环保组织国际清洁运输委员会(International Council on Clean Transportation)汽车飞机脱碳研究学者丹·卢瑟福(Dan Rutherford)向美联社表示。“但储存氢需要大体积容器,油箱本身就很重。” 尽管如此,卢瑟福仍然对氢燃料持审慎乐观态度。他的团队认为,到2035年,氢动力飞机将能够飞行约2100英里。 然而,氢燃料的实施也有缺陷和阻碍。例如,需要在机场新建大规模且昂贵的基础设施,来储存冷却成液态的氢气。
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    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-03-03
    • 3月2日上午,在位于河北保定的河北京车智能制造基地内,国内首列自主研发的氢燃料混合动力铰接轻轨车正式下线。未来这款列车可用于机场、城郊通勤、景区旅游等场景,并可实现不同制式轨道交通跨线运营。 15分钟燃料充满,续航100公里 今天上午,由河北京车制造的新一代氢燃料混合动力铰接轻轨车正式亮相。浅蓝色与银色相间的车身,让新一代轻轨列车科技感十足。 记者注意到,相比传统的轻轨列车,这款列车的头顶没有了受电弓,但列车的铰接处多两个类似汽车油箱口的氢气注入口。京投装备技术研究院副总经理张洪介绍,氢燃料混合动力铰接轻轨车作为新一代轻轨列车,采用无网供电技术,以“氢燃料电池+动力电池”为动力源,列车搭载氢燃料电池系统,燃料从零到充满只需要15分钟,续航里程不低于100公里。 相比一般的地铁列车,轻轨列车的车厢宽度更窄。列车采用了横向座椅,每一排可以乘坐三名乘客。张洪介绍,这款轻轨列车载客量可达到236人,运力介于有轨电车和地铁之间,属于中运量制式,既可以在既有铁路非电气化的区段运行,也可以避免新建线路上架设接触网,减少对城市景观的破坏。 氢燃料轻轨列车同传统轻轨车相比,具有多项显着优势,可以广泛应用到机场、城郊通勤、景区旅游等场景。京投装备所属河北京车党委副书记、总经理钱兆勇介绍,这款列车最大的优势是不需要接触网或三轨进行供电,可以灵活运用在地铁和市郊铁路等多种环境中,在“四网融合”中实现多种制式轨道交通跨线运营,满足通勤和旅游等多种需求。“比如规划中的市郊铁路中,有些是非电气化线路,不具备接触网供电的条件,而使用这种轻轨车辆,就可以在不大规模改造的情况下开通,大大降低了建设周期和建设成本。” 新列车环保节能更舒适 和近年来新开通的一些地铁线路一样,这款轻轨列车的司机室采用了全开放的设计,运行期间可以实现全自动驾驶。驾驶室前方还安装了“魔窗”,透明的玻璃可以瞬间变成大屏幕,为乘客提供线路实用信息。遇到高峰期,列车还可以灵活编组,随时增减列车连挂数量来应对潮汐客流。 新的轻轨列车身上,运用了许多新的装备技术。张洪介绍,列车采用新型铰接转向架,可实现半径40米小曲线通过能力;列车采用弹性车轮,大幅度降低轮轨噪声,为乘客提供更加舒适、安静的乘坐体验。列车还可以实现动能回收,利用制动过程产生的能量为动力锂电池充电;同时列车采用余热利用技术,冬季可将氢燃料电池产生的热能通过空调供暖,整车节能效果明显。整台列车可实现零碳排放,零污染,运行一年可减少约40吨碳排放。 “北京研发、河北制造”带动环京产业的发展 氢燃料混合动力铰接轻轨车是京投装备“北京研发、河北制造”的又一示范项目,其成功下线标志着京投装备研发的氢能源技术成果在轨道车辆应用上真正落地,为北京绿色轨道交通建设提供了创新示范,为助力京冀两地绿色发展贡献力量。 京投装备所属河北京车党委副书记、总经理钱兆勇介绍,借助北京的技术创新优势,河北京车已经搭建了现代化智能化的轨道交通车辆的研制平台。“北京研发、河北制造”模式中,研发中心设在北京,制造基地建在保定,既强化了两地人才的交流和技术融合创新,同时带动环京地区高端装备制造产业的发展。 此次生产的国内首台新能源混合动力铰接轻轨车,运用了北京成熟的地铁列车设计经验,多单元灵活编组、新型铰接转向架、氢能余热回收等一系列最新的轨道装备的前沿技术,均成功应用到列车的生产环节。保定作为氢能示范城市,发挥保定在制氢、储氢及氢燃料核心装备应用的优势,彰显了京冀两地在轨道装备产业协同创新发展的最新成果。 目前河北京车员工超过1000人,从2019年试生产以来,生产列车数量接近600辆,北京研发、河北制造的列车已奔跑在铁轨上。目前,实现全自动驾驶的北京地铁11号线智能列车,已经稳定运行超过一周年;绍兴地铁1号线车辆自从去年开通以来也广受好评,还将在今年举办的杭州亚运会期间一展风采。具备智能乘客服务、灵活编组、全自动运行的北京地铁3号线车辆已经陆续下线,线路开通后也将与乘客见面。此外,12号线、3号线、6号线、15号线和大兴机场线的部分列车正陆续从河北京车的生产线开出,将投入到北京地铁运营当中。