изследване

Ще могат ли „водородните влакове“ да ни освободят от дизелово гориво?

Когато британското правителство отмени своетоПлановете за електрифициране на железопътни линии през Уелс, Мидландс и северната част на Англия намалиха електрификацията на железопътната мрежа в Западна Европа, което доведе до преждевременно прекратяване на инвестиционната програма в железопътния транспорт, която се счита за една от най-големите в страната от Викторианската епоха. Но сега правителството и производителите на влакове се надяват, че водородът може да бъде алтернатива на електрифицирането на британските железници.

Водородни влакове

Водородните влакове вече са заменили по-мръсни.дизелови двигатели в Германия, а някои железопътни компании вярват, че Обединеното кралство ще го последва до 2022 година. За въвеждането на нови технологии все още са необходими инвестиции. Но те могат да бъдат важна стъпка към намаляване на въглеродния отпечатък на железниците.

В момента само една трета е електрифицирана.Железопътната мрежа на Обединеното кралство и през последните няколко години бяха превърнати някои допълнителни железници. Спирайки мрежата за електрификация, правителството е изправено пред дилема: как да се премахнат дизеловите влакове, които произвеждат въглероден диоксид и други вредни замърсители?

Сегашната стратегия е да се купуват бимодални влакове, които могат да преминат към дизелово гориво, когато пътуват без електричество. Но това не решава проблема като такъв.

Ако електрифицирате останалата част от мрежатаще изглежда твърде скъпо, една от възможните алтернативи е да се произвежда електроенергия на борда на влака. Един от начините да се направи това е да се използват горивни клетки, които комбинират водороден газ с кислород от въздуха, за да произвеждат електричество и вода. Водородът може да носи повече енергия от батериите със същото тегло, което означава, че системите на горивните клетки могат да бъдат по-леки. Освен това те изискват по-малко време за зареждане от акумулаторите за презареждане и нямат същите високи екологични разходи по време на производството.

Газът на водорода трябва да бъде компресиранрезервоари, които обикновено се намират на покрива на влака. Но добавянето на регенеративна спирачна система за зареждане на допълнителна батерия ще намали количеството на водорода, необходимо за захранване на влака.

Висока цена на монтирането на надземни проводнициозначава, че влаковете с водород вероятно ще бъдат по-икономичен начин за електрифициране на железопътни линии с относително малко движение. Също така има смисъл да се експериментират с водородни влакове, за да се идентифицират всякакви неочаквани проблеми. Широкото използване обаче ще изисква значителни инвестиции в производството и съхранението на водород. Тъй като много малко железопътни линии са построени на базата на водород, не е ясно дали те могат да спестят пари, като откажат да електрифицират големите линии или ако работи икономия от мащаба.

Най-доброто решение може да бъде да се разработихибридни двурежимни влакове, които могат да превключват между електричество от въздушни проводници и горивни клетки. Това е най-подходящо за железопътни мрежи, които преминават през мостове и тунели.

Друг въпрос, свързан с водородагоривни клетки, е, че горивото сега се произвежда от метан (природен газ), използвайки процес, наречен метан реформинг на пара, който също дава висок добив на силно токсичен въглероден оксид. Тя може да се превърне в въглероден диоксид, но в този случай водородното гориво ще допринесе за емисиите на парникови газове.

Чист водород

Екологично чист метод за производство на водород -чрез електролиза, когато през водата преминава електрически ток. Теоретично е възможно да се използва излишната вятърна енергия (и, вероятно, слънцето) за генериране на тази електроенергия и превръщане на водорода в възобновяем източник на енергия. Проблемът е, че електролизни инсталации е малко вероятно да бъдат икономични, ако не работят по-голямата част от деня. Това ще означава, че когато няма излишен вятър за захранването им, те ще се нуждаят от редовно електричество от мрежата, което ще направи процеса много скъп (а не непременно възобновяем).

Втората алтернатива е да се използва"Термохимичен" производствен метод, който включва взаимодействието на вода със сяра и йод в присъствието на топлина. Добрата новина е, че този метод ще стане икономичен през следващите десет години, благодарение на развитието на атомните електроцентрали от четвъртото поколение. Тези високотемпературни малки модулни реактори се разработват в Китай, САЩ, Канада и Япония, но не и във Великобритания или Европа.

Въпреки всички ограничения на употребатакато водород като транспортно гориво, тъй като все повече и повече страни (особено Япония) провеждат по-нататъшни изследвания на водородната икономика, неговите разходи ще намаляват. Водородът може дори да замени природния газ в главните газопроводи, което също ще спомогне за намаляване на разходите за използването му за транспорт.

Какво мислите, когато Русия ще се занимае с прехвърлянето на железопътни влакове към водород? Предлагаме да обсъдим това в нашата чат стая в Телеграма.