近日，中车大同公司研制的全国首台氢燃料电池混合动力机车安全运行突破20000公里，为“双碳”目标下轨道交通领域的绿色变革提供了有益探索和成功范例。这也是我国氢能源动力装备市场化运用的又一阶段性成果。
该氢燃料电池混合动力机车自2021年投运试运行以来，在锦白铁路线上已安全运行20384公里，承受了雨、雪、风、霜的考验，也经受了-30℃极低气温和32℃高温的考验，累计完成调车作业7127钩，完成机车牵引总重428万吨公里，总耗电15.29万千瓦时，节省燃油消耗约110吨，减少碳排放约350吨。
氢能作为构建以清洁能源为主的综合能源供给系统的重要载体，已被应用于交通体系之中，并且不断发展。目前，氢能汽车、卡车和公交车已逐步进入商用化阶段，氢能列车也逐步投入运营。由于没有任何污染物的排放，也不用重新架设取电网，相较传统燃油和电力机车，氢燃料电池混合动力机车在地铁、隧道、矿区等环境下使用优势更加明显，应用和维护成本也更低，应用前景广阔。
国家发展改革委、国家能源局联合印发的《氢能中长期规划（2021-2035年）》提出，应发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用，深挖跨界应用潜力，因地制宜引导多元应用，推动交通等用能终端的能源消费转型和高耗能、高排放行业绿色发展；结合道路运输行业发展特点，重点推进氢燃料电池中重型车辆应用。
在国内，北京、唐山、长治、大连、济南、济宁、广州、佛山、成都、内江、青岛等省市制定政策积极推进氢能在轨道交通领域的装备研究及示范应用。其中大连明确到2023、2025、2035年氢燃料电池轨道交通车辆保有量分别达到5、10、30辆以上；青岛鼓励在新建轨道交通项目中试点燃料电池轨道列车，青岛西海岸新区明确到2030年建成1条氢能轨道交通示范线；佛山提出在高明区建成全国领先的氢燃料电池有轨电车生产基地，预计到2021年、2025年和2030年，有轨电车数量分别达到5辆、10辆和15辆。
国际上，法国、苏格兰以及荷兰部分地区的国家列车网络系统承诺在2035年前以清洁能源系统取代客运和（或）货运柴油发动机。德国承诺在2038年前取缔柴油列车，英国承诺在2040年前实现这一目标。与此同时，政策推动绿色电力需求，而绿色电力（包括氢能发电）的需求，又将推动氢能列车实现发展。氢能列车在由柴油列车占据主导地位的铁路线上行驶的商业案例越来越引人注目。建造高架电气化线路的技术难度大、成本高，而且这种铁路线路过长或地势过于陡峭，所以由电池供电的发动机不能满足要求。由此，氢能列车对“绿氢”产生了需求，对它的技术发展产生了反向推动作用。
图片图 | 在德国成功试运营18个月后，14辆氢能列车Coradia iLint于2022年3月正式在德国投入运营，未来几年将在欧洲各地推出更多氢能列车。
在全新需求的推动下，阿尔斯通公司先拔头筹，在2016年对一个柴油发动机的设计进行了调整，制造了第一辆由氢燃料电池供能电力发动机的Coradia iLints列车。同时为给氢能列车建造加氢设施，阿尔斯通公司先后与位于不同国家的石油与天然气公司合作建造移动加氢站。
此外，中国的氢动力列车几乎与世界同时“发车”。2016年4月，世界首列商用型燃料电池／超级电容混合动力100％低地板现代有轨电车在中车唐山公司下线。2019年，佛山高明氢燃料电池有轨电车就已正式投用。今年4月，由中国氢能联盟理事长单位国家能源集团国华投资（氢能公司）蒙西公司建设的我国首个重载铁路加氢科研示范站正式完工并具备加氢条件。该站将为国内首台大功率氢能源动力调车机车和国内首台以“氢燃料电池+锂电动力电池”为动力的“零排放”接触网作业车保障氢能供应。5月，由中国氢能联盟副理事长单位中国中车集团有限公司自主研制的氢燃料电池混合动力机车在内蒙古赤峰市大板东机务段运行考核公里数突破1万公里。10月29日，由国家电力投资集团公司内蒙古公司、中国氢能联盟副理事长单位中国中车集团有限公司大同公司、国家电力投资集团公司氢能公司以战略合作的形式共同推动的完全国产化氢燃料电池混合动力机车从国家电投锦州—白音华铁路大板东站成功驶出，实现上线试运行，标志着我国轨道交通装备在新能源领域实现了由产品开发到实践应用的重大跨越。
在国外，日本最大的客运铁路公司东日本铁路公司（JR East）于2019年公布了测试燃料电池列车的计划。法国国家铁路公司（SNCF）也公布，法国将加入氢能列车革命。斯塔德勒公司（Stadler US）与加州圣贝纳迪诺县运输管理局（SBCTA）也将零排放客运铁路技术引入美国，宣告着美国首辆商用氢动力客运火车（Flirt H2）项目正式启动。2022年，由中国氢能联盟理事单位德国林德集团提供加氢系统、阿尔斯通公司打造的世界上第一列100%氢动力列车Coradia iLint在德国下萨克森州布雷梅尔弗尔德正式投入客运服务。
图片图 | 加拿大Ballard Power Systems公司与中国中车（CRRC）青岛四方机车车辆股份有限公司合作开发的有轨氢能列车目前正在中国唐山市和佛山市运行。
在氢能列车发展的背后，是全球能源变革的缩影。氢能及燃料电池技术作为柴油的替代，以减缓温室效应、提高能源利用率、削减列车运行能耗为目的，逐步在铁路运输中崭露头角。氢能列车的研发和商运的轨迹背后，是能源变革的缩影。未来，氢燃料电池列车项目将致力于克服成本、融资、氢的监管和跨部门协作等挑战，并进一步降低成本，延长运营里程，完善基础设施和法律问题。
