中国首发氢燃料电池火车头,或将用于西藏铁路网络
最近,中国中车大同公司技术中心研究院产品主任齐红瑞接受俄罗斯卫星通讯社采访称,中国自主研发的首台氢燃料电池混合动力机车头成功下线。
这不但是中国机车在清洁能源应该方面的一次重大突破,更是让中国机车在高原地区拥有更强劲的动力,为西藏经济发展和国防后勤保障提供更强动力。
刚下线的机车采用氢燃料电池,加锂电池驱动电动机的动力模式,属于主力货运机车,最大速度80公里,续航24小时,平地牵引力为5000吨。
这个参数与我国现役的东风4系列内燃机机车头基本相当。由于氢燃料电池机车头续航时间暂时不如内燃机机车头,首先应用在短途运输或者站场调度使用。
现役的内燃机车头不管大小基本动力原理其实是一样的,采用柴油机发电,驱动电动机最后驱动火车轮子。而我国熟悉的高铁,没有柴油机,全靠电气化铁路的电缆传输电能给电动机,最后驱动高铁轮子。
氢燃料电池机车头把柴油机去掉,先给锂电池输电,再由锂电池驱动电动机,最后驱动火车轮子。 内燃机机车头是我国主力机车头之一,主要承担没有电气化改造的铁路网的运输,例如著名的青藏铁路线。
不过在高原地区,由于氧气稀薄,柴油机需要消耗更多燃料来给增压系统,导致内燃机车头没法百分百地输出动力,也运输能力也比低海拔地区铁路线要低。
而氢燃料电池机车头运行也是需要氧气,但是它的能量转换效率高,柴油机工作效率最高只有40%,高原地区更低;而氢燃料的工作效率达80%,在同等动力输出下,氢燃料电池需要的氧气比柴油机低一倍以上,未来更加适合在高原上工作。
氢燃料电池机车头最大的问题是需要在铁路线建设储存氢气的加气站,或者氢气制造厂。
当今氢气存储技术已经挺成熟安全,但是费用高昂,造成氢气使用成本远高于柴油。
现在中国氢燃料电池技术已经应用在公交车,作者就乘坐过本市的氢能源公交车。中国或许现在开始尝试,在城市建设制造和存储氢气的工厂,供应公交车,的士车和机车,扩大氢能源交通工具的应用范围,逐步降低氢能源使用成本。
至于西藏全省,氢能源使用比我国不少城市方便,首先西藏发电量远高于用电量,用电制备氢气的成本就更低了,另外西藏气温更低,储存氢气的费用也能低一点,何况西藏地质是岩石,建造坚固的氢气罐时,直接把罐子埋入岩石中更加安全。
正如前文介绍,内燃机在高原地区工作效率低,氢燃料就很高,在西藏地区普降氢燃料交通工具更加有吸引力。
在西藏地区建设电气化铁路是不太实际,在高原地区维护线路的电缆难度比平原地区高,尤其是维护的工人长期处于低氧环境,容易出现高原反应。所以,西藏地区未来一段时间都是用传统的铁路。
不过,随着氢能源技术逐渐成熟,中国有可能把氢能源应用在高铁上面,即使没有电气化西藏地区也有机会通上高铁,给西藏地区经济带来新活力。