氢动力“竞跑”美国铁路运输未来

本文转自：科技日报

在科罗拉多州普韦布洛郊外的试验轨道上，美国首列氢动力客运列车正在“热身”。这辆由瑞士制造商施泰德制造的“快速轻型城际和区域列车”（FLIRT）不久将运往南加州，计划在年底前加入圣贝纳迪诺县的通勤列车服务中。在一些人看来，它代表着美国铁路运输的未来；而在另一些人看来，它就像一个巨大而显眼的、华而不实的噱头。

氢动力客车行驶在田野上。火车上有蓝白相间图案和“FLIRT H2”标志。 图片来源：美国加州交通局官网

氢燃料助力交通脱碳

据美国《麻省理工技术评论》网站报道，运输行业是美国温室气体排放的最大来源，汽车电动化是实现交通部门脱碳的有效途径。但为了达到拜登政府到2050年实现净零排放的目标，包括轨道交通在内的各种交通工具都开始“另辟蹊径”。越来越多人认为，氢动力火车是减少交通部门碳排放和其他污染的一种方法。

美国加州一直都站在氢创新的前沿。尤其是在过去一年里，加州斥资2.07亿美元，订购了10辆氢气FLIRT列车。

这种列车并非直接使用氢气作为列车前进的推动力，而是通过燃料电池将氢气罐中的氢气转化为电能，流向牵引电池。然后，用电池为驱动系统提供动力并存储制动能量。

108座的FLIRT列车时速可达每小时127公里，甚至能在48℃的高温下运行。

加州交通部门发现，与普通电动列车相比，氢动力列车的续航能力强、加氢时间短。此外，相比需要架空电缆的电动列车，氢动力列车成本也更低。在该州的3条主要城际线路上安装架空电缆预计需要68亿美元。

有专家认为，尽管氢气不会成为美国所有铁路系统的解决方案，但其潜力仍相当可观，氢动力列车技术可能会对美国的铁路旅行产生重大影响。

氢动力列车评价不一

加州最近颁布法规，要求在该州运营的所有新客运机车到2030年必须实现零排放，所有新货运机车到2035年实现零排放。

然而，围绕该法案的争议层出不穷。技术方面的讨论主要围绕着氢燃料电池、电池或架空电缆是否能应对不同的铁路情况。此外，脱碳究竟能在多大程度上或应该在多大程度上为美国的铁路运输带来更广泛变革也是讨论不休的话题。

关于氢动力列车的优点，人们众说纷纭。2022年，在一项试点项目结束之后，德国巴登—符腾堡州认为，从长远来看，这项技术的运营成本将比其他零排放替代方案高80%。

加州交通部门认为，由于氢动力列车也使用电动机，因此它与架空电缆驱动的列车具有许多类似优势。这两种技术都比柴油列车更安静、更清洁、更快速。

但美国铁路协会指出，尽管氢动力更加可持续，但这种替代技术还不够成熟，无法满足行业需求。一个名为“加州电力铁路”的组织也认为，氢动力技术不成熟。氢气的合成、运输和使用效率非常低。目前，氢能列车每公里运行所需的能源大约是架空电缆供电列车的3倍。同时，氢的环境效益在很大程度上仍然停留在理论上。根据国际能源署数据，2021年全球氢气约81%来源于化石能源制氢。

加州押宝氢动力列车

到目前为止，加州是美国唯一一个购买了氢动力列车的州。加州交通部门认为，至少在未来几十年，氢能是实现该州雄心勃勃气候目标的最可行方式。只不过，资金、民意以及与货运铁路公司的沟通等还未准备就绪。

随着技术发展，新的创新可能会模糊不同类型绿色铁路技术之间的界限。例如，加州火车公司订购了一辆配备电池的电动火车，该火车可在从旧金山开往圣何塞时充电，然后利用电池的蓄电继续行驶。

新的氢气技术也能为客运铁路带来变革。在科罗拉多沙漠中飞驰的FLIRT列车是1.0版。未来，使用氨作为氢载体可能会大大延长氢列车的行驶里程。