现在的汽车市场,新能源车几乎已经占据了一半天下。但是也有很多人至今为止觉得,用电作为动力算什么新能源车,不说核能,至少也要弄个氢能才行吧?

氢能汽车何时推广,目前倒确实没什么动静。但氢能列车,我国倒是已经研发出来,并且试跑成功了!

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为什么要研发氢能列车?比起一般电力列车,氢能列车有什么优势吗?

轨道交通用电量巨大

公路交通逐渐被电能攻占,轨道交通是不是也应该迎来改革了呢?所谓的轨道交通改革,当然不是指从燃油驱动改为电驱动,事实上早在很久很久以前,轨道交通已然成为了用电大户。

给一家三口3000度电,他们能够用一整年;给高铁动车组3000度电,差不多就是一个小时的事儿,要是赶上春运之类的高峰期,最多坚持半个小时。

究竟是哪位仁兄在背后撑起了中国铁路网如此庞大的耗电量呢?

那就是全国各地的热电厂,咱们国家这两年不是强推清洁能源吗?风能、水能、核能……连波浪能都用上了,为什么不能将清洁能源并入铁路高压电网呢?

举一个不太贴切的例子,太阳东升西落,太阳能发电也不可能24小时无休。高铁网络确是实打实的全天工作,没有太阳的时候,电能从哪里来呢?

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很好解决,建储电站就行。问题在于,必须在铁路沿线建立起数量充足的储电站。自然地理条件较为适合的西北地区倒是好说,靠近东南沿海的密集型城市又该怎么办呢?

所以,解决列车的功能问题迫在眉睫。终于在2024年3月21日,中车长客公司实验了全球首列氢能源市域列车。这又是什么东西呢?

铁路脉络刚刚形成的时候,主要依靠蒸汽与煤炭启动。后来随着科技的更迭,高压电网成为了列车的最佳驱动来源。

“氢能源”顾名思义就是动力供给来自于“氢”,简单来说就是利用氢气与氧气发生电化学反应,整个反应过程中,除了水没有生成任何污染物。

并且由于不涉及到燃烧等反应条件,新能源汽车驱动系统相当平稳,几乎不存在任何噪音,也可以最大限度的减少零件之间的磨损。

如果只考虑碳排放,氢能源列车简直就是所有交通方式之中最为环保的一种。然而既然是交通措施,运载能力与运行效率永远是重中之重,离开了高压电网列车真的能够保证足够的运行效率吗?

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氢能列车全球首试

如果只考虑纸面数据的话,氢能源绝对算得上是新型能源的发展主流。

一向在环保领域无所不用其极的,欧洲自然不会放弃这块香饽饽,早在2020年欧洲就提出了氢能源战略计划,希望用砸钱的方式在数年内完成欧洲氢能项目的研发与部署。

在他们的预想之中,从2025年到2023年期间,他们可以在欧洲部署不少于40GW可再生氢能电解槽。

日本的氢能源项目比欧洲要晚起步一些,但是人家的野心一点也不小,他们甚至给自己定下的2030年,氢能产值规模超过10万亿元的“小目标”

中国在氢能产业是道路上的摸索,早在2003年就开始了,当时国内的研究项目还局限于各大研究所与高校,研究目标也只是为了探究氢能是否具备足够的潜力作为新型能源出现在大家的生活中。

随着研发的不断深入,中国人又开始了传统技能,万事不求人。

不知道是不是被“卡脖子”卡烦了,中国高新产业进入21世纪后,最鲜明的性格就是“自己的事情自己做”。从生产到储存再到运输以及最后的应用,各大龙头企业直接拉起了一支队伍。

从2016年国务院印发的相关指导意见中就可以看出,我国的氢能产业至少在2016年时就已然形成了一定的规模,不然国家也不会定下2020年,氢能产业总规模达到1,000亿推广应用超过100万台这个目标了。

氢能进入交通网络,其实也不是什么稀罕事了。

早在2017年,我国就出现了第1条氢能公交线路,2020年时,全国30多个城市200多辆氢燃料电池客车,已经成为了我国公共交通网络中不可替代的一部分。

2023年3月,氢能的运输效率再一次在乘运列车身上得到了印证,满载条件下该款试验列车以每小时160公里的速度一路狂奔,每公里实际耗尽量不过5千瓦时甚至赶不上常规动力列车的零头。

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跑得够快,耗电量够小,没有续航能力也没有市场,氢能燃料车的续航能力如何呢?

最远可以跑1000公里的路,虽说搞不了什么长距离运输,但是充当城际线路完全够用。

氢能源还能做什么?

公交车用上了氢能源电池,城际铁路也正在逐步脱离高压电网的桎梏。

除了公共交通氢能源还能做些什么呢?它能做的比咱们想象的要多得多。

在聊应用之前,咱们先来说一说氢能的工作原理。

简单来说就是通过电解水制取氢气,然后将氢气储存了起来形成“氢燃料”。需要提供动力的时候,再通过氢燃料电池将氢气与氧气重新转化为水,利用化学反应时所产生的电能。

追根究底,氢能源的本质还是电能。既然是电能的话,它能做的事可就太多了,居民日常用电可以交给水电站、核电站、风电站……新能源汽车这种电驱交通工具,理论上交给氢能不会出错。

氢燃料内燃机就是一个很有意思的方向,氢是可以做燃料的,并且相关技术已经相当成熟了,比如说航天飞机的发动机燃料就是液氧液氢燃料。

有没有可能将类似的运行模式套用到汽车上呢?理论上可以,但是实际上还是会存在一些问题,比如说爆燃,燃烧速率过快等等问题,会直接影响到内燃机的效率。

不过这些瑕疵还不足以劝退各大车企,2023年吉利公司发布了一组数据,经过他们研发团队的反复测验,他们已经可以将氢内燃机的热效率提升46.11%

这种热效率系数几乎让汽油内燃机望之莫及,热效率竟然如此之高,为何氢能源产业在全球都处于萌芽阶段呢?

它简直就是一把双刃剑,优势非常明显,缺点也非常明显。

比如说氢气的储存条件比石油还要严格许多,以目前科技发展水平来看,它几乎无法实现长距离管道运输。

还有一点就是氢电池续航能力普遍不足满箱状态下理论行驶300公里实际续航能力直接减半,充电还没有新能源汽车方便,看来氢能源想要真正的达到一定的规模,还需要一些磨练。