世界上第一條氫動力火車線路

Written by Patrick Guan

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September 5, 2022

甚麼是氫能載具(Hydrogen vehicle)?

簡單直接的說法,是從氫燃料中產生化學作用,從化學能轉化成動力,通過燃燒的內燃機中的氫或通過在燃料電池中的氧與氫反應來運行電動機,使大眾交通可以運作起來。

利用氫能作為能源,最大的好處是能夠與空氣中的氧氣反應,產生水蒸氣然後排放,這個方法有效減少對環境的污染,亦是一種可再生的能源。因此不同國家或公司亦正投入資源研發相關的技術,希望找到下一代的潔凈能源。

位於德國的 Cuxhaven – 啟用全球第一條氫能火車線

世界上第一條全氫動力火車線路已在德國正式開始運行。火車幾乎沒有噪音,運行也沒有污染,亦沒有傳統火車產生的柴油氣味。在這個過程中沒有二氧化碳排放。它們也很高效:燃料電池的效率是內燃機的三倍。德國正計劃用氫列車取代其許多柴油列車。

其中一次的運行試驗,五輛氫動力火車開始在德國Cuxhaven及Buxtehude之間進行 62 英里(100 公里)的行程。測試新列車氫動力的載客能力、實體運作的情況等數據。而氫能火車比電池電動火車走得更遠。在需要重新填充氫氣罐之前,大概能運作1000公里以上,能夠做到全天侯運作。

線路上有一個加氫站,為火車加油。但由於火車在需要更多燃料之前可以行駛約 620 英里(1,000 公里),因此每天只需加油一次。這些火車的時速可以達到 90英里/小時(140公里/小時)——與它們正在更換的柴油火車差不多。

氫動力火車是LNVG(下薩克森地區交通協會)耗資 9250 萬美元項目的一部分。自 2018 年以來, LNVG 一直在在測試氫動力火車的可行性,實用性及其性能等。

歐盟柴油火車仍佔多數

在整個歐盟,大約 46%的火車路線仍然依靠柴油來運營當地火車,而這些火車因物理環境無法實現電氣化,或是成本上無法支持電氣化投入。所以氫動力的火車或許是替代化石燃料的完美解決方案。氫動力火車不需要搭建電網,大舉鋪設電纜,氫動力火車代表了一種不犧牲效率或排放的具有成本效益的替代方案,已成為歐盟國家的考慮方案之一。

現在,LNVG 決定這條路線上的所有火車都將使用氫氣運行。這些列車名為 Coradia iLint trains,由法國公司 Alstom 製造。

LNVG 共訂購了 14 輛氫動力列車,預計到今年年底將取代 15 輛柴油動力列車。「我們不會再購買柴油火車了。」代表 LNVG 的 Carmen Schwable 說。

氫能發電原理

氫是已知最簡單的元素。這也很常見——宇宙的 74% 是由氫原子組成的。純氫是一種容易燃燒的氣體。

氫氣可以通過與“燃料電池”中的氧氣結合來發電。發生的化學反應會產生電能。燃料電池就像電池,只要有氫就不會耗盡。氧氣來自火車周圍的空氣。最好的部分是,當燃料電池發電時,它不會產生污染。Coradia iLint 列車依靠氫燃料電池產生的電力運行。如果燃料電池產生的電量過多,它就會被用來給火車的電池充電。因為電機是電動的,所以火車幾乎無聲無息地運行。這種運作的方式,能夠使能源消耗更有效率和更潔淨。

氫動力火車的發展

目前,德國有大約 4,000 輛柴油動力火車,但它正在努力取代這些火車。在歐洲的許多地方,政府正在為火車線路增加電力,以便火車可以依靠電力運行。但這可能會花費很多錢,而且並不總是最好的解決方案。

在許多地方,氫動力火車是替代柴油火車的明智選擇。德國法蘭克福市已經訂購了 27 輛 Coradia iLint 列車。其他國家也有興趣。法國和意大利已經訂購了幾輛氫動力列車。

為列車製造商 Alstom 工作的斯特凡施蘭克認為,德國可以用氫動力火車取代多達 3,000 輛柴油火車。

Source:ALSTOM, Hytrogen TrainUniversity of Birmingham, Wikipedia

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