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Les «trains à hydrogène» pourront-ils nous débarrasser du carburant diesel?

Lorsque le gouvernement britannique a annulé sonLes projets d'électrification des lignes de chemin de fer traversant le pays de Galles, les Midlands et le nord de l'Angleterre réduisirent l'électrification du réseau ferroviaire Great Western, entraînant la fin prématurée du programme d'investissement dans les chemins de fer, considéré comme l'un des plus importants du pays depuis l'époque victorienne. Mais à présent, le gouvernement et les fabricants de trains espèrent que l’hydrogène pourrait être une alternative à l’électrification des chemins de fer britanniques.

Trains à l'hydrogène

Les trains à hydrogène ont déjà remplacé les plus sales.les moteurs diesel en Allemagne, et certaines compagnies de chemin de fer pensent que le Royaume-Uni suivra l’application d’ici 2022. L'introduction de nouvelles technologies nécessite encore des investissements. Mais ils peuvent constituer une étape importante dans la réduction de l'empreinte carbone des chemins de fer.

Actuellement, seul un tiers est électrifié.Le réseau ferroviaire britannique et, au cours des dernières années, certains chemins de fer supplémentaires ont été convertis. En mettant fin au réseau d'électrification, le gouvernement est confronté à un dilemme: comment éliminer les trains diesel produisant du dioxyde de carbone et d'autres polluants nocifs?

La stratégie actuelle consiste à acheter des trains bimodaux qui peuvent passer au diesel lorsqu'ils se déplacent sans électricité. Mais cela ne résout pas le problème en tant que tel.

Si électrifiant le reste du réseausemblera trop coûteux, l’une des solutions possibles est de générer de l’électricité à bord du train. Une solution consiste à utiliser des piles à combustible combinant l’hydrogène gazeux et l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité et de l’eau. L'hydrogène peut transporter plus d'énergie que les batteries de même poids, ce qui signifie que les systèmes de piles à combustible peuvent être plus légers. De plus, ils nécessitent moins de temps pour le ravitaillement que les batteries pour recharger et ne présentent pas les mêmes coûts environnementaux élevés pendant la production.

L’hydrogène doit être compriméles réservoirs, qui sont généralement situés sur le toit du train. Mais l’ajout d’un système de freinage à récupération permettant de recharger une batterie extra-réduite réduira la quantité d’hydrogène nécessaire pour alimenter le train.

Coût élevé de l'installation de câbles aérienssignifie que les trains à hydrogène seront probablement un moyen plus économique d'électrifier les lignes de chemin de fer avec un trafic relativement faible. Il est également judicieux d’expérimenter avec des trains à hydrogène afin d’identifier tout problème imprévu. Cependant, une utilisation généralisée nécessitera des investissements importants dans la production et le stockage de l'hydrogène. Étant donné que très peu de chemins de fer ont été construits sur une base d'hydrogène, il n'est pas clair s'ils peuvent économiser de l'argent en refusant d'électrifier de grandes lignes ou si une économie d'échelle fonctionnera.

La meilleure solution peut être de développer égalementtrains hybrides bimodaux capables de basculer entre l’électricité des câbles aériens et les piles à combustible. Cela convient mieux aux réseaux ferroviaires traversant des ponts et des tunnels.

Un autre problème lié à l'hydrogènepiles à combustible, c’est que le carburant est maintenant produit à partir de méthane (gaz naturel) selon un processus appelé reformage à la vapeur de méthane, qui donne également un rendement élevé en monoxyde de carbone hautement toxique. Il peut être converti en dioxyde de carbone, mais dans ce cas, l'hydrogène contribuera toujours aux émissions de gaz à effet de serre.

Hydrogène pur

Méthode écologique de production d'hydrogène -par électrolyse lorsqu'un courant électrique traverse l'eau. Théoriquement, il est possible d'utiliser l'énergie éolienne excédentaire (et éventuellement le soleil) pour générer cette électricité et faire de l'hydrogène une source d'énergie renouvelable. Le problème est que les usines d'électrolyse ne seront probablement pas rentables si elles ne fonctionnent pas la plupart de la journée. Cela signifiera que, lorsqu'il n'y a pas de vent en excès pour les alimenter, ils auront besoin d'électricité régulière du réseau, ce qui rendra le processus très coûteux (et pas nécessairement renouvelable).

La deuxième alternative est d'utiliserMéthode de production "thermochimique", qui comprend l'interaction de l'eau avec le soufre et l'iode en présence de chaleur. La bonne nouvelle est que cette méthode deviendra économique au cours des dix prochaines années, grâce au développement des centrales nucléaires de la quatrième génération. Ces petits réacteurs modulaires à haute température sont développés en Chine, aux États-Unis, au Canada et au Japon, mais pas au Royaume-Uni ni en Europe.

Malgré toutes les limitations d'utilisationl’hydrogène comme carburant de transport, alors que de plus en plus de pays (en particulier le Japon) poursuivent leurs recherches sur l’économie de l’hydrogène, son coût baissera. L’hydrogène peut même remplacer le gaz naturel contenu dans les canalisations de gaz principales, ce qui contribuera également à réduire le coût de son utilisation pour le transport.

Que pensez-vous lorsque la Russie assistera au transfert des trains de chemin de fer vers l'hydrogène? Nous proposons de discuter de cela dans notre salle de discussion à Telegram.