国家铁路局推动内燃机车绿色革命 氢能改造开启规模化应用新篇章
国家铁路局近期制定出台《老旧型铁路内燃机车动力源系统改造管理规定》（下称《规定》），为铁路运输装备的绿色低碳转型提供了明确的政策路径。该《规定》的核心在于推动将老旧内燃机车的传统化石燃料动力系统，升级替换为“柴油机+动力蓄电池系统”、“纯动力蓄电池系统”或“氢燃料电池系统+动力蓄电池系统”等新型动力方案，显著提升能效并大幅降低排放。
政策驱动：加速淘汰高排放装备，释放巨大市场空间
据国铁集团最新统计数据显示，截至2024年底，全国铁路机车保有量达2.25万台，其中内燃机车占比仍高达34.67%（约0.78万台）。这些内燃机车在调车作业、工程建设、应急救援及非电气化线路运输中扮演着关键角色，但其依赖柴油产生的尾气污染问题日益凸显。
西南交通大学氢能及储能技术研究院院长、国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心常务副主任陈维荣教授指出，此项政策标志着我国铁路装备绿色转型迈入实质性操作阶段，更预示着氢能机车正从示范验证快速转向规模化商业应用，一个潜力巨大的新兴市场即将开启。
国家层面对铁路绿色化改造的支持力度持续加大：
- 2024年6月： 交通运输部等十二部委联合发布《交通运输大规模设备更新行动方案》，明确提出推动老旧内燃机车更新，鼓励采用氢动力系统等技术。
- 2024年9月： 国家铁路局印发《老旧型铁路内燃机车淘汰更新监督管理办法》，设定清晰时间表：2027年底重点区域老旧内燃机车全部退出，2035年底基本完成全国范围退出。
转型价值：降本增效与减排潜力并举
业内专家与相关企业高度认可动力源改造的价值：
- 延长寿命，节约成本： 中国中车方面表示，对现有内燃调车机车进行动力系统改造及功能扩展，可覆盖90%以上的应用场景，有效延长机车服役周期。氢动力机车的“无弓网运行”特性，更能为用户节省高昂的电气化改造投入。
- 减排效果显著： 陈维荣教授强调，全国现有内燃机车数量庞大，其产生的二氧化碳和氮氧化物等污染物不容忽视。若全部采用以可再生能源制取的“绿氢”驱动，预计每年可减少千万吨级的二氧化碳排放。
技术成熟：氢能动力性能达标，全生命周期成本持续优化
经过近二十年的持续研发，我国氢能机车动力系统在技术上已臻成熟：
- 产品体系完善： 实现了系列化、模块化和标准化发展，涵盖氢能有轨电车、氢能市域动车、氢能智轨列车等多种类型。
- 性能超越传统： 在牵引力、加减速能力等核心动力指标上，已全面达到甚至超越传统内燃机车水平。
- 能效优势明显： 传统内燃机车能量转换效率普遍在35%-40%区间，而氢能机车可提升至45%-65%，能效提升显著。
陈维荣教授同时指出当前挑战与发展趋势：
- 成本结构： 目前氢能机车的采购成本约为内燃机车的2倍，燃油（氢）成本大致相当，导致其全生命周期成本现阶段略高。
- 成本下降路径清晰： 随着氢能产业规模化、氢动力系统技术进步、氢气价格下降以及碳交易机制的完善，氢能机车的全生命周期成本将快速下降，与内燃机车的差距有望迅速缩小。
关键瓶颈：加氢基础设施短板亟待补齐
尽管技术与产品准备就绪，制约氢能机车大规模推广的核心障碍在于配套加氢设施的严重不足：
- 标准规范缺失： 缺乏专门针对铁路氢能机车加氢站的土地、安全、技术等国家标准和规范，目前主要参考汽车加氢站标准，适用性存疑。
- 专用装备缺乏： 适用于机车的大容量、快速加氢设备尚属空白。
- 经济性挑战： 氢气价格较高，加氢站建设初期投资大、收益低、回报周期长，抑制投资热情。
据统计，目前全国专为氢能机车服务的加氢站仅有3座：国家能源集团在内蒙古巴图塔建设的1座重载机车专用站，以及宁夏宁东基地的2座可兼容机车的多场景加氢站。
陈维荣教授建议，推动老旧机车动力系统改造，除需要政策和资金支持外，当务之急是加快制定相关标准规范，破解基础设施瓶颈。
应用前景：市场空间广阔，技术路线多元
分析普遍认为，《规定》的实施将为氢燃料电池技术在轨道交通领域开辟广阔市场。伴随清洁电力和氢能基础设施的完善，机车能源结构将加速向多元化清洁能源转型。
关于氢能在机车上的应用方式，陈维荣教授介绍主要有两条技术路径：
- 氢燃料电池系统（主流成熟）： 通过电化学反应发电，能效最高，是目前应用最成熟的技术。
- 氢内燃机（发展潜力）： 直接燃烧氢气，技术尚未成熟且能效较低，但若取得突破，有望显著降低动力系统成本。
对于市场空间，陈维荣教授持审慎乐观态度：“结合当前技术发展和产业链配套情况，未来五年市场规模难以精确预估，但初步判断可达数十亿元级别。”多位业内人士认同，在政策持续加码和技术迭代推动下，氢燃料电池机车在替代老旧内燃机车进程中作用将日益凸显，相关产业链企业将迎来发展机遇。