陈维荣院士：双碳目标下氢能零碳轨道交通发展趋势

俄罗斯工程院外籍院士、西南交通大学氢能及储能技术研究院院长、四川荣创新能动力系统有限公司董事长陈维荣院士在一场大会上，发表了题为《双碳目标下氢能零碳轨道交通发展趋势》的演讲，分享了有关氢能轨道交通的发展情况与燃料电池在轨道交通应用场景下的关键技术。

陈维荣院士在演讲中分享了各国的氢能产业发展情况，目前氢能已经成为20多个国家的能源发展战略。

国家发改委、国家能源局联合发布的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》明确指出，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向。

随着“双碳”目标的实施，各行各业都面临着低碳转型、节能减排的挑战。我国目前仍处于轨道交通快速发展阶段，并继续保持增长态势，其能源消耗和碳减排压力仍将与日俱增。氢能作为可再生的清洁能源，已成为降低碳排放的有效解决途径之一。

当前我国的内燃机车应用情况仍有占比大、作用大、污染大三个特征。

据《中国国家铁路集团有限公司2022年统计公报》显示，全国铁路营业里程15.5万公里，机车拥有量2.21万台，电气化率73.8%。其中，内燃机车7800余台，占比超1/3（35.5%）。内燃机车仍承担着调车作业、建设施工、非电气化铁路运输等任务。

在碳排放方面，国铁能耗折算标准煤1512.58万吨, 相当于排放CO2 3932.71万吨。

因此，轨道交通的清洁能源化迫在眉睫，氢能轨道交通是节能减排的有效途径之一。

采用氢能为动力的氢能轨道交通，具有清洁、环保、零碳排放、运维简便、无需供电系统、建设周期短、站后工作量小、投资省、全寿命周期成本低等特点，陈维荣院士提出，氢能轨道交通适用于非长大干线、不联网的专线、支线，以及新建或内燃替代的场景，结合可再生能源制氢，陈维荣院士还提出了“基于光伏/风电等可再生能源就地制氢-储氢加氢-氢能机车/氢能列车”的零碳氢能轨道交通系统。

氢燃料电池系统通过氢气和氧气高效的电化学反应，只产生电和水，低碳环保，发电效率高。由多个燃料电池系统和储能系统组成的大功率多堆燃料电池混合动力系统是氢能轨道交通的核心与关键。

相比于燃料电池汽车使用的单堆燃料电池系统，多堆混动系统具有更高的功率和更大的储能容量，更加适合轨道交通的应用特点。

为达成更大功率、更高效率、更长续航里程、更高的体积/质量密度、更高可靠性、更长寿命、更低成本的技术目标，陈维荣院士在演讲中提到了几项关键技术以应对挑战。