【激发新生力量,推动绿色转型】 记者矫阳报道
内燃机车如何在绿色浪潮中焕发生机?15日,中国中车在大同电力机车有限公司(简称中车大同公司)推出了首台名为“宁东号”的氢动力机车。这标志着全球最大的氢燃料电池装机功率氢动力机车诞生,同时也是我国首个由内燃机车成功改造的氢动力机车。
随着交通领域的节能减排步伐加快,以柴油驱动的老旧内燃机车面临新能源改造的迫切需求。中车大同公司选择了氢能源作为动力解决方案。氢能源因其清洁、可再生的特点,相比内燃机车能显著降低运营成本,大约节省50%。
宁夏宁东铁路有限公司于2021年率先提出了将既有内燃机车升级为氢动力的设想,并与中车大同公司等企业共同组建了“西创氢动力技术协作联盟”。该联盟集成了再造增材、新能源动力集成等技术,对传统内燃机车进行了氢动力化改造。
中车大同公司的研发设计团队,基于客户定制需求,采用了模块化设计,使“宁东号”氢动力机车具备了灵活配置不同牵引功率和续航能力的能力。该机车搭载了全球轨道交通领域内最大功率的燃料电池系统,装车功率达到800千瓦,可根据用户需求灵活配置至2000千瓦以下的不同功率需求。同时,该机车配备的电池系统兼容钛酸锂、磷酸铁锂等多种类型,适应不同运用场景和经济性能需求。机车储供氢系统容量高达270公斤,只需2小时即可完成加氢操作,最长单机运行时间可达190小时。
为了确保运行的安全与可靠性,“宁东号”氢动力机车配备了多重安全防护措施。氢燃料电池系统采用智能监测、氢电隔离、机械互锁等技术,动力电池则采用防火隔热、泄压防爆设计,实现数据监测和分级保护。此外,机车还设有一流的防火隔墙,实现储氢间与司机室、电气间的氢电隔离。储氢间还设有独立的通风系统,能在短时间内置换空气。
“宁东号”氢动力机车的排放物仅为水,实现了零碳排放和污染物排放,噪音水平也明显低于传统内燃机车,提高了乘客和驾驶员的舒适度。其高效的能量转换率和制动时的能量回馈功能,进一步增强了机车的节能特性。
据专家估计,全国现有内燃机车数量约为7800台,约占铁路机车总量的35.9%。通过关键部件的改造与修复,“宁东号”氢动力机车有望替代大部分内燃机车。此外,氢动力机车无需依赖弓网供电,降低了用户进行电气化改造的成本。
这项创新不仅展示了绿色转型的潜力,也为交通行业提供了可持续发展的新路径。