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世界首款氢燃料电池列车,收到张“黄牌”

发布时间:2020-08-19 浏览:91次

在全球交通行业环保减排的背景下,寻找适用于非电气化铁路、能够替代柴油机车的下一世代铁路机车具有重大意义。而这个问题的热门答案则是氢燃料电池机车

第一家在该领域取得突破的列车制造商,是拥有全球首款氢燃料电池列车Coradia iLint的法国阿尔斯通。

阿尔斯通此前在2月17日通过收购庞巴迪轨道交通业务,不仅超越西门子交通部门跃升为仅次于中车集团的全球第二大列车制造商,更是全球唯一一家能够提供柴油机车、电力机车、动力电池机车、燃料电池机车全系列覆盖的轨道交通制造商。

尤其是已经在德国试运营近两年的Coradia iLint系列,更是被阿尔斯通视为在未来30年替换欧洲范围内数千辆柴油机车的关键。

不过,阿尔斯通的预期可能过于乐观了。

在整合了两年的试运营数据之后,德国电子信息技术协会VDE先后于7月21日及8月上旬先后发表了新闻通稿以及完整版的氢燃料电池列车成本分析报告。

该报告显示,相比于柴油机车以及动力电池机车,氢燃料电池机车在非电气化支线线路上并不具备任何成本优势。在30年的使用生命周期以及动力电池用电的发电端和制氢用电均为可再生能源的前提下,单辆燃料电池机车的总成本比动力电池机车高出了5900万欧元。如果再计算上机车部件回收利用等环节,燃料电池机车的全生命周期成本更是相当于动力电池机车的135%。

造成成本差异的关键是,高企的氢能价格以及昂贵的燃料电池组件更换费用。

具体而言,通过可再生能源水解制氢过程(即所谓绿氢)的能源转化效率目前始终低于80%,加上燃料电池组件的工作效率无法突破70%,共同导致氢能机车的总和能源效率仅为50%左右。在30年使用周期内,动力电池机车的电力能源开支约为2500万欧元,而燃料电池机车的氢能费用则高达约4500万欧元。

另一方面,相比于技术日趋成熟的动力电池技术,目前的燃料电池组件在高强度、复杂工况下的寿命较为有限,德国电子信息技术协会预估30年内燃料电池组件至少需要进行7次替换,相当于5800万欧元的额外开支。

这一系列数据显然与阿尔斯通的美好愿景大相径庭。

阿尔斯通之所以认定昂贵的燃料电池技术能够在轨道交通领域拥有前景,原因在于笨重的动力电池本身受限于其巨大的质量,在长途商用运输过程中耗费了过多能量,而氢的能量密度则是动力电池的200倍以上,甚至高于柴油和汽油等化石燃料。

为了填补地区性的电气化铁路线缺口,阿尔斯通自身旗下的Coradia Continental电动机车系列就推出过搭载动力电池的版本。该型动力电池机车的电池容量虽然已经高达相当于10辆标准续航版特斯拉Model 3的500 kWh,但是其续航里程依然仅有100公里,若要在长距离非电气化线路上运营显然力不从心。

基于对动力电池技术取得突破的谨慎态度,阿尔斯通自从2018年Coradia iLint取得欧盟认证以来,便开始不遗余力地向欧洲各国铁路局推销其氢能机车的愿景。

同年9月,作为首个客户的德国下萨克森州区域交通公司LNVG宣布购下Coradia iLint的两列工程原型机车并进行试运营,之后又追加了12辆订单;2019年德国莱茵美茵大区交通公司RMV也紧随其后向阿尔斯通订购了27辆氢能机车,并计划于2022年起投入运营。阿尔斯通方面更是宣称,包括意大利、西班牙、英国、加拿大等国都对Coradia iLint表达了浓厚的兴趣。

为了平息该报告可能带来的负面效应,阿尔斯通方面已在第一时间对报告的细节问题提出了质疑,并称“报告仅仅是根据某些特定线路做出的研究,其成本核算无法进行普适化的推广。”

不过考虑到德国电子信息技术协会这份报告的出资方其实为德国交通部,因此对于诸多仍在寻找非电气化铁路线路机车选择的地方公共交通公司和铁路局而言,该报告或许将是对氢能机车亮出的一张黄牌。

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