在正確的軌道上開(kāi)發(fā)雙峰燃料電池列車(chē)
歐盟幾乎一半的鐵路線(xiàn)都是電氣化的，可以實(shí)現本地無(wú)排放的鐵路運輸。在生產(chǎn)線(xiàn)的其余部分，使用柴油動(dòng)力火車(chē)。在歐盟項目 FCH2RAIL（用于鐵路應用的燃料電池混合動(dòng)力組）中，一個(gè)由比利時(shí)，德國，西班牙和葡萄牙的合作伙伴組成的財團正在開(kāi)發(fā)和測試新的零排放火車(chē)原型。該項目的核心是混合動(dòng)力，雙模式驅動(dòng)系統，該系統將架空線(xiàn)的電力供應與獨立于架空的 “燃料電池混合動(dòng)力組”（由氫燃料電池和蓄電池組成）組合在一起線(xiàn)。
FCH2RAIL 項目已于 1 月份啟動(dòng)，現在已將原型的參考路線(xiàn)和操作場(chǎng)景定義為第一個(gè)結果。
架空線(xiàn)和混合動(dòng)力系統：雙模式，無(wú)排放行駛
如果可以從架空線(xiàn)獲得能量，則火車(chē)從架空線(xiàn)中獲取能量。當沒(méi)有架空線(xiàn)時(shí)，能量將來(lái)自燃料電池和電池系統，稱(chēng)為 “燃料電池混合動(dòng)力組”。
“我們希望證明這種雙模列車(chē)是柴油列車(chē)的一種競爭性和環(huán)保替代方案，” 德國航空航天中心車(chē)輛概念研究所（DLR）的項目負責人和研究員 Holger Dittus 說(shuō)道。
如今，歐洲許多鐵路線(xiàn)都配備了架空線(xiàn)，這是一項非常昂貴且長(cháng)期的項目，具體取決于當地的地理條件。一種替代方法是由電池供電的火車(chē)，但它們的運行范圍有限（30 至 70 公里），具體取決于路線(xiàn)概況和外界溫度。與由架空線(xiàn)的電動(dòng)機驅動(dòng)的車(chē)輛相比，當前的柴油機在最高速度和加速度方面的性能較低。
“我們的雙峰混合燃料電池系統結合了兩種技術(shù)的優(yōu)勢：來(lái)自架空線(xiàn)或船上的能量。這使我們使鐵路運輸更加可持續和更加節能?！?Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles（CAF）的技術(shù)項目經(jīng)理 Sergio Gascon 總結了該項目的主要目標。
能源供應系統的設計方式應可根據模塊化原理擴展功率和范圍：燃料電池和電池模塊的數量會(huì )影響驅動(dòng)功率；燃料電池和電池模塊的數量會(huì )影響驅動(dòng)功率。氫氣罐的數量決定了非電氣線(xiàn)路上的工作范圍。因此，可以將驅動(dòng)單元設計為既可用于客運，也可用于貨運。
該項目預算為 1400 萬(wàn)歐元，旨在在未來(lái)四年內開(kāi)發(fā)，演示和批準這種系統。該項目由燃料電池和氫 2 聯(lián)合事業(yè)（FCH 2 JU）提供 1000 萬(wàn)歐元的資金。
“我們對鐵路環(huán)境中的氫和燃料電池的研究表明，鐵路環(huán)境中 FCH 技術(shù)具有巨大潛力，而氫動(dòng)力火車(chē)將成為建立可持續的歐洲交通運輸系統的重要組成部分?！?聲明 FCH JU 的執行董事 Bart Biebuyck 7 月 2 日?！皻W洲委員會(huì )已在其氫戰略中明確指出，在電氣化更加困難的地方，例如鐵路網(wǎng)絡(luò )的特定部分，氫是一種有前途的選擇。FCH2RAIL 項目將證明該技術(shù)提供了一種靈活的零排放解決方案，以取代這些地區的柴油火車(chē)，我期待看到他們的結果?！?/p>
步入正軌：轉換后的通勤列車(chē)進(jìn)行功能測試
為了了解這種系統從生產(chǎn)到使用到使用到處置的環(huán)境影響，并評估實(shí)際條件下的性能，計劃改裝 CIVIA 電動(dòng)通勤列車(chē)（由西班牙制造商 CAF 制造）和在該列車(chē)上集成燃料電池混合動(dòng)力組。西班牙國家鐵路運營(yíng)商 Renfe 正在提供火車(chē)。車(chē)載能源系統的核心組件之一是豐田汽車(chē)歐洲公司（TME）封裝的燃料電池系統模塊，而電池和功率轉換器將由 CAF 提供。初步的功能測試和試運行將在西班牙和葡萄牙的軌道上進(jìn)行，并得到基礎設施管理者 Administrador de Infrastructuras Ferroviarias（ADIF）和 Infraestruturas de Portugal（IP）的支持。
我們接受這個(gè)在聯(lián)盟中工作的機會(huì )，將我們的燃料電池技術(shù)引入另一種類(lèi)型的氫氣應用中。豐田汽車(chē)歐洲燃料電池業(yè)務(wù)部總監 Thiebault Paquet 表示，氫在幫助歐洲鐵路脫碳方面發(fā)揮著(zhù)重要作用，我們很高興將豐田燃料電池模塊整合到 “燃料電池混合動(dòng)力包” 中。
設計和控制系統，能源管理和認證
在首次試運行之前，國際項目團隊仍然面臨許多技術(shù)難題要解決：在設計中，燃料電池和電池模塊的組合和控制必須以使系統滿(mǎn)足所有要求并可以實(shí)現成本的方式進(jìn)行，有效地同時(shí)。另外，應該有可能以有效的方式利用來(lái)自燃料電池模塊的廢熱來(lái)加熱和空調火車(chē)。作為該項目的一部分，空調制造商 Faiveley / Stemmann Technik（STT）和 DLR 正在研究創(chuàng )新的解決方案，以減少供暖，通風(fēng)和空調（HVAC）的能源需求。
該項目還研究了氫氣和鐵路運輸領(lǐng)域的規范和標準，并試圖將兩者結合在一起，以確保氫氣技術(shù)和架空鏈條之間始終保持安全的相互作用?；诖?，項目團隊正在為負責機構制定提案，以便在不久的將來(lái)使整個(gè)歐盟范圍內的此類(lèi)列車(chē)的審批變得更加容易。
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