佛山、上海、成都等地接連傳來好消息,氫能在軌道交通領域的滲透速度比想象中快。
7月12日,廣東省佛山市南海區發布有軌電車裡水示範段工程車輛及車輛基地工藝設備採購項目招標公告,擬採購氫燃料電池+鈦酸鋰電池供電的有軌電車12列,以及示範段工程車輛基地範圍內的所有工藝設備。
項目總投標最高限價為40469.4953萬元,其中車輛採購項目投標最高限價為36741.9475萬元,單價約3061.83萬元,首列車不晚於2023年12月10日前運抵車輛段,自2024年1月起,每月交付不少於2列車,最晚2024年6月15日前全部運抵車輛段。
7月19日,上海臨港新片區 T2 線數字軌道膠輪氫能源車輛採購項目的中標結果也發布公示,中車南京浦鎮車輛有限公司以11315萬元投標報價獲得訂單,配屬數字軌道膠輪氫能源車輛5列,每列車配置2套氫動力系統,共設10個35MPa氫瓶,總儲能量570kWh,車輛續航里程100km,加氫時間15min。計劃於2022年8月通車試運營(暫定)。
7月12日,成都發布2022年第一批向民間資本推介重點領域項目清單,其中包括總投資79億的成都西部片區國家城鄉融合發展試驗區旅遊軌道交通環線工程——天台山線低運量氫能軌道交通示範項目。
不到半月,多地數億級的氫能軌道交通項目的新進展,預示着國內氫能軌道交通示範推廣步伐正在加快。
國內氫能軌道交通領域的探索自2015年開始,彼時世界首列氫能有軌電車在南車青島四方機車車輛股份有限公司竣工下線;2016年由西南交通大學主持研發的氫燃料混合動力有軌電車在唐車下線,2017年青島四方機車車輛股份有限公司研發設計的首列氫能有軌電車在佛山投產。
佛山高明區也早在2019年12月就投運了一條氫能有軌電車,採用的是從巴拉德進口的200kW燃料電池系統。這是佛山首條也是全國首條正式投入商業運營的氫能有軌電車,代表着燃料電池在有軌電車領域商用的開始。佛山高明氫能源有軌電車示範線運營至今,也已經在日常維保修程、維保工藝、維保模式及人員配置等方面積累了不少經驗。
近年氫能發展熱度攀升,以中國中車為代表的企業不斷加速項目推進及技術研發。今年4月,中車旗下的中車工業研究院與同濟大學聯合開展的大功率氫燃料電池應用技術研究又迎來新進展,首套大功率氫燃料電池系統配套軌道機車驗證。
系統配套4個額定功率為115kW燃料電池堆,總發電功率高達460kW,可為車輛提供350kW的淨輸出功率,循環耐用性可達20000h。該產品已經成功完成了-30℃條件下無輔助冷啟動和夏季高溫、高濕環境下的系統測試,性能穩定,環境適應性強。
另一方面,隨着相關技術的積累突破及氫能產業的推廣,多地政府也看到了氫能軌道交通應用的可行性。從公開信息來看,國內已經有不少地區發布了氫能軌道交通建設的明確規劃:
佛山高明明確表示,氫能軌道交通將是高明氫能產業建設特色之一;佛山南海氫能規劃提出,到2025年將建設2條有軌電車、2030年建設5條有軌電車。為了推進有軌電車的標準化落地,今年3月,佛山市氫能產業協會還發布了《氫能源有軌電車運營技術規範》 團體標準。該標準於2022年4月8日起實施。文件適用於氫能源有軌電車規劃建設階段的需求管理和運營階段的技術管理。
6月,張家口市出台 《張家口市綠色交通體系實施方案》,將創建氫能產業全國示範城市, 推動氫能軌道交通建設, 加快氫能公路客運汽車示範應用和推動氫能公路貨運配送車輛推廣應用, 加大制氫能力及氫能配套設施建設。
5月,成都市經信局印發了《成都市軌道交通產業發展「十四五」規劃(徵求意見稿)》,將重點布局發展城軌地鐵、城際動車組、氫能源有軌電車等車輛研製,推動氫能源燃料電池等核心技術在城市軌道領域的轉化應用。
1月,《青島西海岸新區氫能產業發展規劃(2021-2030年)》印發,這是西海岸首次出台關於氫能產業發展的規劃文件。根據規劃,西海岸新區將聯合中車四方機車等裝備製造龍頭企業,開發氫燃料電池有軌電車、城市輕軌、市際動車組等系列化氫能軌道車輛。到2030年,建成1條氫能軌道交通示範線1條。
從上述規劃來看,以氫能有軌電車為代表的軌道應用已經成為推進當地氫能建設的重要一環,將為更多城市推進氫能軌道交通應用提供可參考的樣本。
經調查發現,氫能軌道交通的商業化運營關鍵在於三個方面:1、性能穩定性。對氫能有軌電車頗有研究的燃料電池系統集成商告訴高工氫電:「有軌電車要求燃料電池系統能夠使用8-10年。再就是穩定性要高,降低系統的故障風險,噪音小也是非常重要的一點。」;2、降本。應用在軌道交通上的燃料電池系統功率大、價格高,同時制氫、加氫成本也高;3、維護。車輛日常檢修維護工作對氫能有軌電車的安全性、經濟性具有重要影響。
客觀來看,氫能軌道交通未來能否大規模地推廣發展,取決於系統的可靠性與技術創新,以及整個氫能生態體系的完善和降本。2022年以來,我國向較為完備的氫能產業發展生態體系快速邁進,有利於氫能軌道交通的發展。
近兩年國內燃料電池技術提升十分明顯。國內燃料電池電堆企業正在集體向大功率快速迭代升級,部分企業正試圖跨越200kW向300kW突破,適配有軌電車等更大功率的應用已是大勢所趨;緊跟下游需求,燃料電池系統輔件及電堆中關鍵材料等產品技術指標逐年提升,系統適配的空壓機、增濕器、空氣循環系統等也發展迅猛,與國外的差距逐步縮短,為系統壽命及可靠性的提升打下了堅實的基礎。
成本方面,氫能產業鏈各細分領域國產化替代趨勢在持續加強,產業鏈各環節價格持續下降,降幅在10%~40%不等。
相關配套的協同進步和示範經驗積累下,氫能軌道交通布局的時機已經到來,海量的軌道交通替代市場或將成為氫能應用的又一「藍海」。