中车大同:争作能源“尖兵” 开启“绿色革命”

2021-03-11 02:02
科学导报 2021年11期
关键词:尖兵电力机车氢能

一场解放思想、转变作风的奋进之潮,正乘着中国中车第一次党代会的东风,在十里车城涌动,激励同车人笃定前行、奔腾不息。回顾公司30余年的电力机车发展历程,是同车人对“自强诚信、创新前进”的信仰诠释,是对“连接世界、造福人类”的使命追求,经岁月磨砺,历久而弥新。

2月18日,《科学导报》记者从中车大同电力机车有限公司了解到,中车大同公司揽获中车六项文化品牌大奖,中国铁道学会公布2020年度“中国铁道学会科学技术奖”,中车大同公司4项科技成果榜上有名。此外,还有9面锦旗、6封感谢信,这些来自各路局用户的点赞,仿佛一股暖流袭来,在冬日里格外暖人。

就在今年年初,驰骋向前的中车大同公司再次传来捷报,由中车大同公司自主研发的中国首台700KW氢燃料混合动力机车“水星号”在山西大同成功实现碳和污染物零排放试运行,标志着中国氢能利用技术取得关键突破,铁路机车装备已驶入全球氢能技术高地。

占领氢能技术高地

绿色动能,氢近未来。氢能作为应对全球气候变化、保障国家能源供应安全和实现可持续发展的重要产业,被认为是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介,也是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择,将会逐渐成为全球能源技术革命的重要方向。

中车大同公司党委书记、董事长黄启超在氢燃料电池混合动力机车发布会上表示,“中车大同公司将在山西省和大同市政府的大力支持下,继续与各知名高校、科研院所深化合作,不断拓展合作深度与合作领域,共同攻克并引领氢能这一未来前沿技术。

同时我们也将不断突破氢能技术在轨道交通装备领域和矿用自卸车领域的应用和成果转化,努力贡献“能源革命·大同尖兵”战略发展,助力从“煤都”到“氢都”“新能源之都”的历史性跨越,实现高质量发展。”

作为重要的清洁能源,对氢燃料的合理利用是世界各国竞相研究的重要科技高地,特别是在交通领域,氢能开发已经成为重要的产业发展方向,得到了普遍应用。目前,氢燃料在国内已经成功实现了在航天、汽车、城市有轨电车等领域的应用。此次下线的“水星号”氢燃料电池混合动力机车是中国氢能源在铁路机车领域产业化应用的最新成果,有力助推中国铁路装备进入全球氢能应用俱乐部。

据了解,“水星号”机车采用氢燃料电池系统和动力蓄电池相结合的混合动力方式供电,通过对氢燃料进行氢氧化学反应,直接产生电能驱动机车运行。这种不需通过燃料即获得能量的方式,安全可靠,不仅运行噪声小、成本低、维护便捷,且排出物只有水,完全实现了碳和污染物的零排放。此外,“水星号”机车设计时速达到每小时80公里,持续功率700千瓦,满载氢气可单机连续运行24.5小时,平直道最大牵引载重超过5000吨。在不用改变任何铁路基础线路条件下,机车可在各类机务段、车辆段、编组站以及大型工厂、矿山、港口等场所执行运转、调车、救援等多用途的任务。由于没有任何污染物的排放,也不用重新架设取电网,相较传统燃油和电力机车,“水星号”机车在相对密闭的地铁、隧道、矿山等环境下使用优势更加明显,应用和维护成本也更低。由于“水星号”机车整车采用了模块化设计,包括司机室在内的全部设备都实现了模块化安装,这也使“水星号”机车能够依据客户的实际需求和应用条件,进行不同功率等级和不同动力方式的灵活搭配,产业化应用前景十分广泛。

着力实现装备突破

作为新中国建设的第一座大型铁路机车制造企业,产业报国的使命早已深深融入同车人的血脉,迎难而上追求发展是他们亘古不变的信念。经过30余年的奋力奔跑,中车大同在电力机车领域取得了一系列重要的发展成果,企业科技创新能力和综合实力达到了公司发展史上全新的高度。

2020年8月,由大同中车自主研制的CR240E矿用自卸车在辽宁鞍钢齐大山铁矿,顺利通过了国家工程机械质量监督检验中心组织的整车性能试验。

作为驻晋中央企业,中车大同公司聚焦“六新”,着力实现新装备突破,推动新技术新产品快速转化。CR240E矿用自卸车作为山西装备制造行业首款大载重矿山新装备,最大载重量可达到240吨,并采用LNG和柴油作为燃料驱动,能够使车辆使用成本降低8%至15%,减少二氧化碳等温室气体排放量20%左右,生态和经济效益显著。

历经技术引进消化吸收再创新的跨越,中车大同公司研制的和谐2型电力机车实现了深度国产化,广泛运用于中国京包、包兰、京哈、陇海、襄渝等多条中西部铁路干线,能够在各类长大坡道、小半径弯道等不利地形环境和雾霾、降雨、风沙等各种气候环境中,表现出先进可靠的牵引性能,成为国内铁路运输主型牵引装备之一。

去年年初,中车大同参与的一项关于重载机车、车辆和轨道安全保障的技术应用,获得了国家科技进步奖二等奖。这一项目在国际上率先构建起重载列车与轨道动态相互作用的系统分析方法,其成果被纳入铁路行业标准,研究方法被国际铁路重载协会列入重载铁路运营最佳实践指南,称为“中国经验”。

突出的成果来源于同车人对新技术的不断追赶。近年来,大同中车搭建起重载货运电力机车平台,精品打造拥有自主知识产权的新型电力机车产品。研制的复兴2B型电力机车填补了国中30吨大轴重电力机车的技术空白,是国内第一款达到国际重载领先标准的机车产品。经过技术提升的新型和谐2型电力机车,能够满足中国铁路货运装备互联互通和重载万吨以上列车的新要求,实现了既有产品性能的持续优化和升级。

三十载芳华再奋进

“大家都明白一项技术、一台机车,对于国家的分量。”中车大同公司技术中心研究院副院长谢曲波回忆走过的路,深有感触地说。“那时候大家每天的状态,都是研究和学习大量的技术资料,并通过这些知识的储备,扎根生产现场一次次论证、修改和实验。”这个过程总结起来虽然简单,但工作起来却是艰巨复杂。公司技术人员竭尽所能地从以前每个车型的设计中发掘经验,总结优势,保证机车设计输出的高质量和高水平。

“复兴号”是中国百姓家喻户晓的名字,也是中国高速发展的时代符号,以其命名的轨道交通装备集中展示了国内铁路科技创新取得的重要成果。目前,中车大同公司拥有两款以“复兴”命名的新装备,分别是时速160公里复兴号动力集中动车组和复兴2B型电力机车,涵盖铁路未来高速客运和重载货运的两大发展领域。

据了解,身披“国槐绿”的时速160公里复兴号动力集中动车组适用于所有普速电气化铁路,是中国新一代普速客车的主力产品,进一步推进了中国铁路技术装备的升级。复兴2B型电力机车作为国内第一代具有自主知识产权、达到国际先进水平的大轴重机车,填补了中国30吨大轴重电力机车的技术空白,其牵引能力比现有同功率和谐型电力机车高出了20%。

今年,中車大同公司将牢牢把握“创新发展”工作总目标,练好“内功”,大力实施产品质量提升、客户服务提升和运营能力提升三大工程,着力发挥技术服务、工艺装备对产品质量的支撑效应,实现新装备突破,为全省推动高质量转型发展增添发展新动能。

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