“快看!这辆客车排出的只有水!”在冬奥会延庆赛区3号路的下客点,刚刚停稳的客车尾部管道排出的水引起了记者的注意。
如果管道内部没有灰尘污染,这辆车排出的水理论上是可以饮用的。原本燃油车上会被尾气熏黑的排气管,在这辆客车上却光亮如新,排出的只有水和水汽。这就是北京2022年冬奥会使用的氢燃料电池客车。
作为新能源的“种子选手”,氢能零排放、储运便捷、来源与应用范围广泛。本届冬奥会上,氢燃料电池客车也将大显身手,它究竟有哪些过人之处?
赛时保障 “氢”车熟路
2021年11月2日印发的《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》提出要推动氢燃料电池汽车的应用,有序推广清洁能源汽车。
北京2022年冬奥会以氢能出行为主。延庆区交通局副局长李民伟告诉记者,“接下来将进一步筹备赛区的运力保障工作,届时属地的交通运输保障要用到至少30辆的氢燃料电池客车负责赛时观众及工作人员的运输。”
走进服务冬奥的氢燃料电池客车内,可以看到车内环境整洁,每一排座位的间距较为宽敞,椅背柔软,能够充分保障运动员与观众乘坐的舒适度。根据车载储氢瓶压力的不同,目前氢燃料电池客车分为两种型号,分别为35mpa与70mpa,不同型号的客车载客量也有所区别,分别可以承载48人和54人。
“这个车开起来就是有劲儿!” 车好不好用,司机最有发言权。据客车司机介绍,本次投入使用的氢燃料电池客车不仅动力强劲,其乘坐舒适度也高于传统燃油客车,70mpa的氢燃料电池客车加满氢气驾驶距离可达700公里左右。“充一次氢大概只要20多分钟,既比纯电动车充能时间短,也基本达到了燃油车的续航里程。”
图为氢燃料电池客车内部展示
据长安大学汽车工程系主任陈轶嵩介绍,氢燃料电池车在组成方面,与传统燃油车的最大区别就是动力系统,氢燃料电池车主要由储存气态氢的高压储气罐、氢气与氧气发生化学反应产生电能的氢燃料电池堆栈、以及驱动电动机、燃料电池升压器、动力蓄电池组和动力控制单元等部分组成。
据介绍,氢燃料电池车通过管路和流道将氢气和氧气输送到燃料电池堆栈里,进行氧化反应,该过程中电子不断发生转移形成驱动汽车所需的电流,然后经由驱动电机将电能转化为机械能驱动车辆行驶,整个过程中的生成物只有水。
图为氢燃料电池客车驶离福田加氢站
化学知识告诉我们,氢气混合氧气后遇到明火会发生爆炸,那么氢燃料电池车到底安不安全?陈轶嵩作出解答:“其实在开放空间,泄漏的氢气会在自身浮力的作用下快速扩散到环境大气中,并无安全隐患。”
陈轶嵩介绍,车辆在前期设计时需要安装安全阀、管路电磁阀、减压阀、温度传感器、压力传感器等辅助装置,铺设隔热阻燃防火材料,配置电池箱专用灭火装置,同时燃料电池仓与储氢系统也要保持良好的通风条件;车辆出厂前则需要进行车载氢气泄漏检测、系统振动检测、追尾碰撞安全、防碰撞检测等安全检测项目来保障用车安全。
加氢站点 “氢”意满满
北京市还投入运行首座冬奥会配套加氢站——福田加氢站。北京2022年冬奥会提供保障的氢燃料电池客车下线之后,将在这里吃上它们的第一顿“饭”。
福田加氢站位于北京市昌平区沙河镇沙阳路,加氢站占地面积约1700㎡,氢能加注能力为600公斤/12小时,目前每天加注20辆氢燃料车,车辆加满氢气需要10-20分钟左右的时间,加氢耗时长短取决于车内剩余氢气余量与氢气压缩机流速。
与加油不同,加氢之前,还有个特殊的程序——释放静电。随着氢燃料电池客车缓缓驶入福田加氢站,工作人员已经做好准备为车辆注入氢气。加氢站的工作人员身穿防静电工作服和安全帽,加氢开始前先触摸静电释放球释放全身静电,加氢过程中双手佩戴手套,保障加氢过程的安全。
图为福田加氢站工作人员现场加氢作业
看上去差不多,加氢机和加油机究竟有啥区别?日常加油是以升来计算,而加氢则以公斤来计算,而且相较于油,氢的安全性要求更高。
在现场记者见到,在加氢站的顶部安装着气体检测仪和火焰探测器,这可是加氢站最得力的“哨兵”,当氢气发生泄漏时,它们能够第一时间检测并切断危险源,保障加氢站的安全性。
距离延庆赛区车程约二十分钟左右的中国石油金龙综合能源服务站,在冬奥会开幕后将专门为延庆赛区的赛事保障车辆提供加氢服务。它也是中国石油首座五位一体的综合能源服务站,涵盖油、气、氢、电、非五项服务,服务站的最南侧便是加氢设施,日加氢量1500公斤,可以同时提供35mpa和70mpa的高压氢气加注方式。
图为延庆区中国石油金龙综合能源服务站
你知道吗?氢气有三种“颜色”,不过这可不是它自身的颜色,而是根据制取方式和碳排放量的不同分为灰氢、蓝氢、绿氢三种类型。灰氢,是通过化石燃料燃烧产生的氢气,在制氢过程中会排放二氧化碳等温室气体。蓝氢,是在灰氢的基础上,应用碳捕捉与碳封存技术,实现低碳制氢。而绿氢是通过可再生能源发电进行电解水制成的氢气,不仅生产过程“零排放”,而且产生的水还可以循环利用。
中国石油金龙综合能源服务站站长张松波介绍,目前加氢站的氢气来源是张家口风力发电,通过电溶解产生氢气,属于100%的绿氢,真正意义上实现了绿色冬奥。
冬奥会作为全球性的体育盛事,将全世界的目光都聚焦在我国。氢燃料车辆的使用在向世界传达中国绿色冬奥理念的同时,也展现了国内氢能源技术的先进水平,我们有理由相信,北京2022年冬奥会氢燃料电池车的亮相将再一次成为社会各界关注的焦点之一。