科技日?qǐng)?bào)記者?張佳欣
在科羅拉多州普韋布洛郊外的試驗(yàn)軌道上，美國(guó)首列氫動(dòng)力客運(yùn)列車正在“熱身”。這輛由瑞士制造商施泰德制造的“快速輕型城際和區(qū)域列車”（FLIRT）不久將運(yùn)往南加州，計(jì)劃在年底前加入圣貝納迪諾縣的通勤列車服務(wù)中。在一些人看來(lái)，它代表著美國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)奈磥?lái)；而在另一些人看來(lái)，它就像一個(gè)巨大而顯眼的、華而不實(shí)的噱頭。
氫動(dòng)力客車行駛在田野上?；疖嚿嫌兴{(lán)白相間圖案和“FLIRT H2”標(biāo)志。
圖片來(lái)源：美國(guó)加州交通局官網(wǎng)
氫燃料助力交通脫碳
據(jù)美國(guó)《麻省理工技術(shù)評(píng)論》網(wǎng)站報(bào)道，運(yùn)輸行業(yè)是美國(guó)溫室氣體排放的最大來(lái)源，汽車電動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)交通部門脫碳的有效途徑。但為了達(dá)到拜登政府到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)，包括軌道交通在內(nèi)的各種交通工具都開始“另辟蹊徑”。越來(lái)越多人認(rèn)為，氫動(dòng)力火車是減少交通部門碳排放和其他污染的一種方法。
美國(guó)加州一直都站在氫創(chuàng)新的前沿。尤其是在過(guò)去一年里，加州斥資2.07億美元，訂購(gòu)了10輛氫氣FLIRT列車。
這種列車并非直接使用氫氣作為列車前進(jìn)的推動(dòng)力，而是通過(guò)燃料電池將氫氣罐中的氫氣轉(zhuǎn)化為電能，流向牽引電池。然后，用電池為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力并存儲(chǔ)制動(dòng)能量。
108座的FLIRT列車時(shí)速可達(dá)每小時(shí)127公里，甚至能在48℃的高溫下運(yùn)行。
加州交通部門發(fā)現(xiàn)，與普通電動(dòng)列車相比，氫動(dòng)力列車的續(xù)航能力強(qiáng)、加氫時(shí)間短。此外，相比需要架空電纜的電動(dòng)列車，氫動(dòng)力列車成本也更低。在該州的3條主要城際線路上安裝架空電纜預(yù)計(jì)需要68億美元。
有專家認(rèn)為，盡管氫氣不會(huì)成為美國(guó)所有鐵路系統(tǒng)的解決方案，但其潛力仍相當(dāng)可觀，氫動(dòng)力列車技術(shù)可能會(huì)對(duì)美國(guó)的鐵路旅行產(chǎn)生重大影響。
氫動(dòng)力列車評(píng)價(jià)不一
加州最近頒布法規(guī)，要求在該州運(yùn)營(yíng)的所有新客運(yùn)機(jī)車到2030年必須實(shí)現(xiàn)零排放，所有新貨運(yùn)機(jī)車到2035年實(shí)現(xiàn)零排放。
然而，圍繞該法案的爭(zhēng)議層出不窮。技術(shù)方面的討論主要圍繞著氫燃料電池、電池或架空電纜是否能應(yīng)對(duì)不同的鐵路情況。此外，脫碳究竟能在多大程度上或應(yīng)該在多大程度上為美國(guó)的鐵路運(yùn)輸帶來(lái)更廣泛變革也是討論不休的話題。
關(guān)于氫動(dòng)力列車的優(yōu)點(diǎn)，人們眾說(shuō)紛紜。2022年，在一項(xiàng)試點(diǎn)項(xiàng)目結(jié)束之后，德國(guó)巴登—符騰堡州認(rèn)為，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)營(yíng)成本將比其他零排放替代方案高80%。
加州交通部門認(rèn)為，由于氫動(dòng)力列車也使用電動(dòng)機(jī)，因此它與架空電纜驅(qū)動(dòng)的列車具有許多類似優(yōu)勢(shì)。這兩種技術(shù)都比柴油列車更安靜、更清潔、更快速。
但美國(guó)鐵路協(xié)會(huì)指出，盡管氫動(dòng)力更加可持續(xù)，但這種替代技術(shù)還不夠成熟，無(wú)法滿足行業(yè)需求。一個(gè)名為“加州電力鐵路”的組織也認(rèn)為，氫動(dòng)力技術(shù)不成熟。氫氣的合成、運(yùn)輸和使用效率非常低。目前，氫能列車每公里運(yùn)行所需的能源大約是架空電纜供電列車的3倍。同時(shí)，氫的環(huán)境效益在很大程度上仍然停留在理論上。根據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù)，2021年全球氫氣約81%來(lái)源于化石能源制氫。
加州押寶氫動(dòng)力列車
到目前為止，加州是美國(guó)唯一一個(gè)購(gòu)買了氫動(dòng)力列車的州。加州交通部門認(rèn)為，至少在未來(lái)幾十年，氫能是實(shí)現(xiàn)該州雄心勃勃?dú)夂蚰繕?biāo)的最可行方式。只不過(guò)，資金、民意以及與貨運(yùn)鐵路公司的溝通等還未準(zhǔn)備就緒。
隨著技術(shù)發(fā)展，新的創(chuàng)新可能會(huì)模糊不同類型綠色鐵路技術(shù)之間的界限。例如，加州火車公司訂購(gòu)了一輛配備電池的電動(dòng)火車，該火車可在從舊金山開往圣何塞時(shí)充電，然后利用電池的蓄電繼續(xù)行駛。
新的氫氣技術(shù)也能為客運(yùn)鐵路帶來(lái)變革。在科羅拉多沙漠中飛馳的FLIRT列車是1.0版。未來(lái)，使用氨作為氫載體可能會(huì)大大延長(zhǎng)氫列車的行駛里程。
