氢能列车即将到来 - 他们可以摆脱柴油吗?

2019-01-31 11:14  浏览:  

当英国政府取消其在威尔士,中部地区和英格兰北部的火车线路电气化的计划,并削减西部大西部铁路网络电气化时,一度被吹捧为最大的国家的铁路投资计划为其提前结束从维多利亚时代开始就已经看过了。但现在报道显示政府和火车制造商希望可能有另一种方式将英国铁路变为电动:氢气。

氢能列车已经在德国更换了更多污染严重的柴油发动机,一些列车公司认为这些车辆最早可能在2022年在英国运行。引入它们仍然需要大量投资,并且不会没有挑战。但它们可能是减少铁路碳足迹的重要一步。

只有大约三分之一的英国铁路网络已经通电,过去几年没有多少额外的轨道转换。如果不继续使网络通电,政府就面临着如何消除产生二氧化碳和其他有害污染物的柴油列车的困境。

目前的策略是购买双峰列车,当他们到达轨道的一部分而没有电力时可以转用柴油。但这正在捏造应对气候变化和空气污染的问题,并且仍然使英国远远落后于大多数其他欧洲网络。

如果认为网络的其余部分通电太昂贵,一种可能的替代方案是在火车上发电。实现此目的的一种方法是使用将氢气与空气中的氧气结合以产生电和水的燃料电池。氢可以比相同重量的电池携带更多的能量,这意味着燃料电池系统可以更轻。与电池充电相比,它们也需要更少的时间来加油,并且制造时不会产生相同的高环境成本。

需要将氢气压缩成通常存储在火车车顶上的油箱。但是增加一个再生制动系统来为额外的小电池充电会减少为火车提供动力所需的氢气量。

安装架空电线的高成本意味着氢气列车可能是一种更经济的方式来为具有相对低交通量的铁路线路提供电力。试验氢气列车以发现任何意外问题是有道理的。但是广泛使用将需要在氢的产生和储存方面进行大量投资。由于很少有氢铁铁路建成,目前尚不清楚它们是否能真正为政府节省任何资金,而不是通过能够提供规模经济的更大线路。

一个更好的解决方案可能是开发双峰列车,可以在架空电线和燃料电池之间切换电力。这尤其适用于英国铁路网络,该铁路网络有许多桥梁和隧道,这些桥梁和隧道太低而无法在下方运行架空电缆而且更换成本非常高。如果电动列车可以通过桥梁或隧道切换到氢气动力,而不需要电缆,则可以大大降低电气化成本。

氢燃料电池的另一个问题是燃料目前使用称为蒸汽甲烷重整的过程由甲烷(天然气)制造,该过程也产生大量高毒性的一氧化碳。这可以转化为二氧化碳,但这意味着使用氢燃料电池仍然会导致温室气体排放。

清洁氢气

无污染的氢生产方式是通过电解,通过水流过电流。从理论上讲,您可以使用过剩的风力发电(也许是太阳能)来产生这种电力并使氢成为可再生能源。问题是电解厂不可能是经济的,除非它们在当天的高比例运行。这意味着当没有多余的风力为它们供电时,它们需要来自电网的定期电力,这将使该过程非常昂贵(并且不一定是可再生的)。

第二种替代方案是使用“热化学”生产方法,该方法包括在热存在下使水与硫和碘反应。好消息是,由于第四代核电站的发展,这种方法将在未来十年内变得经济。这些高温小型模块化反应堆正在中国,美国,加拿大和日本开发,但不在英国或欧洲开发。

尽管目前氢作为运输燃料的限制,随着越来越多的国家(特别是日本)对氢经济进行进一步研究,其成本将大幅下降,就像它们对太阳能和风能一样。氢气甚至可能最终取代主管燃气管道中的天然气,这将有助于降低使用它进行运输的成本。

在尝试引入新型运输燃料时经常遇到的困难是车主不会在没有基础设施支持的情况下使用它,但基础设施建设者不会安装它,除非有车主的要求。由政府资助的氢气列车实验可以帮助克服这一问题,并使可再生氢气经济更接近现实。

相关推荐

暂无相关信息

推荐阅读

热文

关于我们 | 广告服务 | 联系我们 | 免责声明
京ICP备16023390号-2 Copyright © 能源界 服务台:010-63990880