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对话“最强大脑”丨氢能源列车来了,轨道交通驶入新风口

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-12-13  来源:川观新闻  浏览次数:31003


人物名片


陈维荣


西南交通大学电气工程学院院长,俄罗斯工程院外籍院士。国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心常务副主任,国务院政府特殊津贴、茅以升铁道科技奖获得者。


长期从事铁道电气化与自动化、智能信息处理、新能源技术与应用等领域的科研和教学工作。




氢能,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。在第二十届海科会上,西南交通大学电气工程学院院长、俄罗斯工程院外籍院士陈维荣透露,预计本月底,他领衔的团队联合中车研发的氢能源列车将正式对外发布,这将是国内首列氢能源市域动车。氢能源列车有哪些优点?未来推广前景、市场价值和减碳潜力有多大?对此,川观新闻记者专访了陈维荣院士。


氢能源列车是铁路的未来吗?


川观新闻:即将发布的氢能源列车有哪些特点?将在哪些地方应用?


陈维荣:这款列车时速将达到160公里,是目前为止全球氢能源列车的最高速度,目前正在做联调联试,预计本月底发布。同时,团队正在与蜀道集团开展合作,拟选择内江威远钢铁厂的货运专线——归连铁路(归德乡到连界镇的地方铁路)作为氢能源货运列车的应用示范线。此外,团队还在与国内几个城市洽谈氢能源列车的应用,未来在市域列车、城市客运列车上都有很好的应用前景。


川观新闻:和目前的高铁相比,以氢燃料做动力的列车有哪些优势?


陈维荣:一是成本更低。氢能源轨道交通,因免掉了传统电气化铁路的接触网、变电所等复杂工程问题,其一次性建设成本和全寿命周期运营成本比传统高铁的成本低10%—20%左右,同时,建设周期短,运营维护更简单。


第二,更加绿色低碳。采用氢能源作动力,从制氢到用氢的全产业链都是低碳的,高铁是靠电力驱动,电气化铁路在使用阶段是环保的,但目前我国60%的电力来源于火电,从源头上还是有一定的尾气排放和空气污染问题。所以从全产业链角度来看,氢能源轨道交通更加低碳环保。


根据我们的测算,一列时速160公里的氢能源市域动车,一天来回跑500公里,一年大概可以减少1万多公斤二氧化碳的排放,减碳效果非常明显。所以说,氢能源列车是轨道交通领域实现“双碳”目标的一个重要手段。


川观新闻:您在2008年就作出判断,氢燃料电池的最佳应用场景是在轨道交通系统。为何会有这样的判断?氢能源列车是铁路的未来吗?


陈维荣:目前氢燃料电池已开始在乘用车、客车、物流车等领域推广应用,但由于需要布局更多的加氢站,短期内难以大规模商业化。相比而言,轨道交通系统的线路相对固定,这就让氢气的运输和储存途径更简单。


未来,氢能源列车会成为传统轨道交通的重要补充。高铁是我国一张很靓丽的名片。高铁干线、联网线路,还是以电气化铁路为主,也就是常规的高铁,但在一些新建或者改造铁路,由于不需要与既有铁路联网,可以选择氢能源列车,比如市域动车、工程检修车、有轨电车、货运列车,距离不是太长,用氢能源来替代非常合适。




氢能源列车将带动万亿级市场,四川应抓住机遇


川观新闻:当前日本、德国、英国都在进行氢能源列车的研发,中国的技术水平如何?


陈维荣:从2008年起,我们团队就在国内率先开展氢燃料电池在轨道交通中的应用研究,2013年,我们就成功研制我国首辆燃料电池电动机车;2016年我们又与中车唐山公司联合研制成功世界首列燃料电池混合动力有轨电车,引领了我国氢能轨道交通技术发展。


当前,我们的技术水平和发达国家处于同一个水平上,大家整体技术水平都差不多,甚至我们还有部分技术在国际上是领先的,比如多堆系统的协调控制、能效的控制等等。


川观新闻:要实现大规模推广应用,还需要攻克哪些短板?


陈维荣:首先要从政策层面、国家层面来说,要大力支持氢能源轨道交通发展。因为目前氢能源列车还没有国家或行业标准规范,需要政府来推动,建立氢能源轨道交通的标准规范,同时允许有条件的地方先行先试,这样才能大面积推广应用。


其次,要进一步发展氢能源全产业链,从而把成本降低。还要加大基础设施建设,现在加氢站还不够,要把加氢站这种基础设施丰富起来,才可能大规模地应用。


第三,技术层面也有提升空间。目前氢能源列车时速在140—160公里左右,与高铁不同,氢能源列车要把动力系统、储氢系统全部放在车上,这就会受到列车空间的限制。尽管目前我们的动力系统可以做到200公里以上的时速,但是速度上去后,耗氢量就会更大更快,列车上就需要放置更多的氢燃料,但受空间限制,目前时速和续航里程还是有限的。我们希望通过技术攻关,未来氢能源列车的时速可以达到200公里,充一次氢,能够跑到200公里左右的距离。


最后,还要改变大家的观念,现在很多人觉得氢能比较危险,但从储存技术、装备和氢气本身的特性来说,其实是非常安全的。


川观新闻:推广氢能源列车,未来能带来多大的市场价值?


陈维荣:市场空间巨大。我们保守估计,由氢能源列车,包括氢能源的货运、客运列车、工程作业车等,以及带动的储氢、运氢、氢燃料电池零部件制造等相关领域,产业规模将达到上万亿级,所以现在很多国家都把它作为热点和前沿来研发,我们也应该抓住这个机会。


川观新闻:四川是能源大省,在氢能源轨道交通方面可以发挥什么作用?


陈维荣:四川在氢能源的利用方面具有得天独厚的条件:一方面,四川的水电很丰富,还有很多炼化厂和石化企业,这些都可以作为低成本制氢资源;另一方面,四川的轨道交通产业也有优势,有高校、设计单位、施工单位,还有应用单位,产业链条完整。


现在正是四川抓住机遇,把氢能源轨道交通推向全国、乃至全球的最好时机,不仅可以拉动轨道交通产业,还可以带动整个氢能源产业的发展。



 
 
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