开发绿色新能源，并将其运用于人类日常生活，是目前全世界一个重要的课题。在氢能源产业蓬勃发展的环境下，我国的“氢能火车”越来越近。

随着铁路交通领域的发展，我们国家的高铁已成为一张靓丽的名片，大家出行多为高铁列车，大家见到的多为电力机车牵引。然而，除主要干线架设电网使用电力机车外，其他线路多使用内燃机车。在电网遇到电力供应不足时，也使用内燃机车作为主要动力。

传统的内燃机车

内燃机车输入能源为柴油，会产生大量二氧化碳、甲烷等温室气体，而氢能机车的出现，将有望改善这种现状。

之前机车燃烧的是柴油，而氢能机车是将油换成了氢气，将柴油发动机换成了氢燃料电池。氢燃料电池实际上是将氢气与氧气反应的化学能直接转换成电能的发电装置，是氢能利用环节的核心设备。

氢能机车去年9月17日，全球首两列氢能源火车于德国首次投入服务。据悉，该列车时速可达140千米，每次充电后续航时间达1000公里，并且在行驶过程中几乎没有噪音。该氢能源火车由法国工业巨擘阿尔斯通生产，其行政总裁拉法热宣布，氢气火车成功进入商业市场，现正准备量产，德国其他州也对零排放的氢气火车均感兴趣。此外，英国、荷兰、丹麦、挪威、意大利及加拿大亦有兴趣购买氢气火车，法国政府则拟于2022年首次引入。目前，德国下萨克森州经济、劳动、交通部计划近期用创新的氢动力火车替换当地的柴油火车，并为此已经划拨8130万欧元。迫切的问题在于，德国的氢电池充电站普及程度还非常低，因此列车的运行非常昂贵。该型号火车由德国研究人员开发，是全世界第一批使用氢燃料的电池驱动火车。

已在德国投入使用的“氢能火车”

“氢能火车”外表和普通的柴油火车没什么不同，就像一般的通勤列车。然而它的运行原理却大大不同，氢从车载燃料箱中被引入燃料电池，这一过程会从空气中吸收氧气，从而通过产生的化学反应来发电。此外，由于氢气的使用，火车的排放物将不再危害人类健康和地球环境，所有的排放物就是水。

法国铁路跨国公司，阿尔斯通工程（Alstom Engineering）氢能源专家说，氢能的优势在于它使得火车有了更长的续航时间。”普通电池燃料的充电时间较长，行驶距离也不乐观。一次十五分钟的充氢可使火车续航六百多英里。更重要的是，盈余的风力发电同样可以产生氢气。”

我们都知道干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。

氢气可由可再生能源电解水制得，其利用过程仅生成水，释放电能和热能，是一个完全清洁的氢水循环过程，能够真正实现零排放，零污染。

最关键的是，氢气能量密度大，对于大功率、长续航应用场景，氢燃料电池路线相比于纯电动路线更具优势。氢燃料电池系统由燃料电池电堆、空气压缩机、氢气循环泵、控制系统等部件集成。

首个即将应用于内蒙古公司自有铁路的氢能机车是氢燃料电池和钛酸锂电池相结合的混合动力机车，双动力源输出最大功率可达700KW，设计时速80km，最大起动牵引力为250KN，可满足标准轨道运行条件。

机车采用模块化设计，司机室中央布置，两端设备居中布置，设备两侧设置走廊，变流器布置在车下中部，变流器两端布置转向架，管、线均布置在车下。机车上部设备均采用模块化安装方式。

如今，国家电投内蒙古公司、氢能公司、中车大同公司共同携手，已经开启全国首台氢能机车试运行项目。