是时候跳上氢能列车了吗?

氢燃料列车现在在德国运行。但它们真的是绿色的吗?它们有什么意义吗?

第一辆氢动力列车在德国北部投入商业运营，这条线路通常由柴油驱动。Coradia iLint列车由法国阿尔斯通公司制造，配备了燃料电池，可以“将氢气和氧气转化为电能，从而消除与推进有关的污染物排放”。根据交通部长在阿尔斯通的新闻稿,

Coradia iLint的零排放驱动技术为传统柴油列车提供了一种气候友好型的替代方案，特别是在非电气化线路上。在成功地证明燃料电池技术在日常服务中的可操作性后，我们将为铁路运输在未来的运作中主要采用气候友好型和零排放的方式制定方针。

©Rene Frampe

所有的博客似乎都对此感到兴奋，尽管用架空电线的铁路电气化在欧洲已经进行了几十年，虽然昂贵，但却是经过检验的真实方法。但是，氢气既清洁又环保，对吧?我必须承认，我一直对氢经济持怀疑态度，但现在是时候承认我错了吗?也许事情已经改变了。毕竟,正如丹尼尔·库珀在Engadget上写道，

氢的强大能量密度和相对容易产生和运输使它成为重载的理想选择。虽然它目前还不是一种清洁的材料，但公司希望在未来可以推动制造100%可再生能源的H2。

我读了之后想，不，我没有错。这是典型的氢炒作。让我们解构它。

能源部/公共领域

能量密度:的确，氢的单位质量能量密度是所有燃料中最高的;问题是它是最轻的燃料，单位体积的能量非常低;一加仑柴油的能量是一加仑氢气的好几倍。所以，根据能源部,“它的低环境温度密度导致单位体积能量低，因此需要开发具有更高能量密度潜力的先进存储方法。”

所以你需要大量的水在高压下储存在昂贵的储罐中。或者你可以把它液化，这需要比氢实际包含的更多的能量。一些人正在尝试化学储存，但仍处于实验阶段。

易于生成:他们为这些火车制造氢气的方法真的很简单!它被称为蒸汽-甲烷重整，由美国能源部描述:

高温蒸汽(700°C - 1000°C)用于从天然气等甲烷来源生产氢气。在蒸汽-甲烷重整过程中，甲烷与蒸汽在3 - 25bar (1bar = 14.5 psi)的压力下发生反应，在催化剂的存在下产生氢气、一氧化碳和相对少量的二氧化碳。蒸汽重整是吸热的，也就是说，为了使反应进行，必须向这个过程提供热量。

虽然它目前还不是一种清洁的材料:为了供应德国的列车，林德天然气公司将从他们的炼油厂提供天然气，所以目前和可预见的未来，这列火车将使用化石燃料。“我们计划在项目后期通过电解和风能在现场生产氢气。”

清洁能源电线/CC BY 4.0

在过去的十年里，氢能源经济的唯一变化就是:可再生能源的大量增加。当安大略省去年审视这些火车时，我觉得他们可能会说得通，因为安大略不烧煤，但有尼亚加拉大瀑布和大型核反应堆，晚上无事可做，所以他们可以在电力需求低的时候制造氢气。

但是，尽管德国的可再生能源电力供应急剧增长，他们仍然有一半的电力来自煤炭，并且正在关闭他们的核反应堆。要用电解制氢还需要很长时间。

易于运输:真的吗?再一次,美国能源部表示，“因为氢气的体积能量密度相对较低，它的运输、储存和最终运送到使用地点的成本很大，并导致使用它作为能源载体的一些能源效率低下。”这是因为这种分子非常小，很容易泄漏，而且它实际上可以扩散到管道中的金属中，导致氢脆和开裂。

©Rene Frampe

这可能是一件大事的开始。正如林德公司负责人在新闻稿中指出的那样，“这一发展将推动氢能社会的建立，并将为能源的储存和运输创造新的解决方案。”有了足够的可再生能源或一些新奇的新型催化剂，我们也许有一天会有足够的清洁氢来证明这一点。

但我一直引用马尔在《宁静》中对布克牧师说的话:“等火车不来可得等很久啊。”