日前,德国西门子研制的氢能源动车组宣布完成了首次试运行。这款新型的动车组有何特别之处?适用的场景又有哪些?本期铁道视界我们就来一同详解:
西门子Mireo家族的新成员
试运行中的Mireo Plus H列车
西门子的这款氢能源动车组名为Mireo Plus H,是西门子Mireo系列动车组的升级版。Mireo Plus H共有两辆和三辆两种编组形态,此次进行试验的为两辆编组。虽然编组不同,但设计最高速度均为160km/h。
试运行的Mireo Plus H列车为两辆编组
虽然设计速度为160km/h,但试验和试运行过程中,列车最高速度被限定到140km/h(Via:Andreas Sebayang/Notebookcheck.com)
两辆编组的Mireo Plus H采用了Bo-2-Bo轴式,即头尾为双轴动力转向架,两节车厢中间为铰接式双轴无动力转向架,动力转向架位于列车的头尾。通过这种方式,列车除头尾两端外可实现全列低地板贯通,且扩展到三辆编组的时候仅需增加车厢和一组转向架即可,更为方便和廉价。这也是西门子Mireo Plus动车组的重要特征之一。
可以看到两节车厢间的铰接式双轴无动力转向架
通过车窗位置可以看出,列车的客室并不处于同一个水平线上,即采用了部分低地板的设计
Mireo Plus H的车内为部分低地板设计,配以1.3米宽的加宽车门,更加适合中短途市域和城际运输。典型配置下,车内可设置120个座位(两辆编组),同时还可设置自行车存放区。
典型配置下,车内可设置120个座位(两辆编组)
低车门和部分低地板的设计可方便轮椅出入
车内还可设置自行车停放区
动力方面,Mireo Plus H采用了氢燃料电池和锂电池搭配的设计。两组燃料电池搭配一组锂电池的动力配置,可驱动列车以160km/h的速度行驶。而位于车顶的氢燃料罐,两辆编组状态下可以储存600km续航用的氢气,如果扩展到三辆编组,增加的氢燃料罐可以使列车续航达到1000km。
两辆编组的Mireo Plus H续航里程约为600公里
西门子表示,Mireo Plus H使用的氢燃料电池,功率密度是传统燃料电池系统的两倍,因此列车的总功率达1700kW,保证列车在任何编组状态下都能以160km/h最高运行速度的同时,还可实现高达1.1m/s2的起动加速度,这也尤其适合其预期的城际列车使用场景。
Mireo Plus H的氢燃料电池设置在车顶
按照西门子测算的数据,每列车日常运营状态下,每天只需加注一次氢燃料即可,加注时间约为15分钟,与现有内燃动车组加注柴油的时间相仿。采用碳纤维制造的氢燃料罐,不仅重量轻且强度高,安全性能得到更好的保障。此外,列车每节车厢的氢燃料罐都相互独立,拥有各自的加氢系统和管道,因此车与车之间没有氢燃料管路,更为安全的同时也提供了故障冗余。
Mireo Plus H的氢燃料罐,采用碳纤维制成
德国城际客运的新选择
根据西门子的设计,Mireo Plus H未来将主要用于德国境内的城际运输。同时,西门子还表示,Mireo Plus H维护工作量相比同类车型更低,且使用非常灵活,无需架设基础网等线路改造施工。加上考虑到油价上涨等因素,因此能够实现更低的生命周期成本。
Mireo Plus H无需对线路进行电气化改造即可实现清洁能源运行
低地板车门配合可伸缩踏板,可以适配德国城际铁路大部分高度的站台(Via:Andreas Sebayang/Notebookcheck.com)
为了配合Mireo Plus H的运营,西门子和德铁(DB)进行了一项合作,建设制氢、储氢和加氢系统。该套系统采用风能、水力等清洁的电能进行电解水,再将电解水制得的氢气进行压缩处理、冷却和储存,然后根据使用情况加注到列车中。同时,该套系统还具备移动存储和移动加注功能,能够更灵活的为Mireo Plus H加注氢燃料。
制氢和加氢系统由西门子和DB进行合作
按照西门子公布的数据,德国境内目前尚有40%的铁路还未实现电气化。而面对日益增高的碳排放和环保压力,以及油价带来的成本,德国的铁路运营商们不得不考虑替代内燃动力的各种路径,这也成为促生技术变革的动力。
制氢厂采用电解水法制取氢气
目前,Mireo Plus H已经完成了在西门子的Wegberg-Wildenrath测试中心所进行的各项试验。根据西门子和德国铁路运营商Bayerische Regiobahn(BRB)的租赁合同,Mireo Plus H将在BRB运营的巴伐利亚州的奥格斯堡-菲森以及其他线路上进行一系列的测试,并计划在 2024年1月开始商业试运营,为期30个月。巴伐利亚州交通部长 Christian Bernreiter表示,目标是在2040年底,结束巴伐利亚州当地和区域铁路客运中所有内燃动力的使用。
测试状态中的Mireo Plus H,车内密布各种设备和电线(Via:Andreas Sebayang/Notebookcheck.com)
西门子的Wegberg-Wildenrath测试中心
除了BRB之外,德国本地的铁路运营商 Niederbarnimer Eisenbahn(NEB)也向西门子交通投下订单,订购7列两编组的Mireo Plus H列车。该批列车预计于2024年秋季交付,年底投入运营,执行柏林-勃兰登堡大都市区的列车班次。
NEB订购的Mireo Plus H,采用了蓝色车体+黄色车门的特色涂装
同门姐妹Mireo Plus B
Mireo Plus B型动车组,与Mireo Plus H系出同门
除了Mireo Plus H,西门子还同时研发了Mireo Plus B型动车组。Mireo Plus B与Mireo Plus H系出同门,最大的不同是采用了接触网+锂电池的“电电混合”动力。无论何种形态,未来欧洲乃至世界铁路,都将以绿色+低碳作为发展趋势与科技卖点,值得我们分析、研究和突破!