kutatás

Lehet-e a „hidrogén vonatok” megszabadulni minket a dízelüzemanyagtól?

Amikor az Egyesült Királyság kormánya megszüntettea vasútvonalak villamosítását Walesen keresztül tervezi, Midlands és Anglia északi része csökkentette a Nagy-Nyugat vasúti hálózatának villamosítását, ami a vasúti beruházási program korai megszüntetéséhez vezetett, amely a viktoriánus korszak óta az ország egyik legnagyobbnak tekinthető. De most a kormány és a vonatgyártók azt remélik, hogy a hidrogén alternatívája lehet a brit vasút villamosításának.

Hidrogén vonatok

A hidrogén vonatok már lecserélték a több piszkosat.dízelmotorok Németországban, és néhány vasúttársaság úgy véli, hogy az Egyesült Királyság 2022-ig követni fogja. Az új technológiák bevezetéséhez még mindig befektetésre van szükség. De fontos lépést jelenthetnek a vasutak szén-dioxid-kibocsátásának csökkentése felé.

Jelenleg csak egyharmada villamosított.Az Egyesült Királyság vasúti hálózata, és az elmúlt években néhány további vasút átalakult. Megállítva a hálózat villamosítását, a kormány dilemmával szembesül: hogyan lehet megszüntetni a szén-dioxidot és más káros szennyező anyagokat előállító dízel vonatokat?

A jelenlegi stratégia a bimodális vonatok megvásárlása, amelyek villamos energiájuk nélkül haladhatnak dízelre. Ez azonban nem oldja meg a problémát.

Ha a hálózat többi részét elektrifikáljáktúl dráganak tűnik, az egyik lehetséges alternatíva a villamos energia előállítása a vonaton. Ennek egyik módja a tüzelőanyag-cellák használata, amelyek a hidrogéngázt a levegőből oxigénnel kombinálják villamos energia és víz előállítására. A hidrogén több energiát hordozhat, mint az azonos súlyú akkumulátorok, ami azt jelenti, hogy az üzemanyagcella rendszerek könnyebbek lehetnek. Ezenkívül kevesebb üzemanyag-töltési időt igényelnek, mint az újratölthető elemek, és a gyártás során nincsenek ugyanolyan magas környezeti költségek.

A hidrogéngázt tömöríteni kelltartályok, amelyek általában a vonat tetőjén helyezkednek el. Egy extra kis akkumulátor feltöltésére szolgáló regeneratív fékrendszer hozzáadása azonban csökkenti a vonat áramellátásához szükséges hidrogénmennyiséget.

A felső vezetékek magas költségeazt jelenti, hogy a hidrogénvonatok valószínűleg gazdaságosabb módja a viszonylag kis forgalmú vasúti vonalak villamosításának. Szükséges a hidrogén vonatokkal való kísérletezés, hogy felismerje a váratlan problémákat. A széleskörű használat azonban jelentős beruházásokat igényel a hidrogén előállításában és tárolásában. Mivel nagyon kevés vasút épült hidrogénbázisra, nem világos, hogy pénzt takaríthatnak meg a nagy vonalak villamosításával, vagy ha méretgazdaságosság működik.

A legjobb megoldás lehet a fejlesztés ishibrid kettős módú vonatok, amelyek átválthatnak a villamos energiát a felső vezetékek és az üzemanyagcellák között. Ez a legjobban alkalmas a hidakon és az alagutakon futó vasúti hálózatokhoz.

Egy másik hidrogénhez kapcsolódó kérdésA tüzelőanyag-cellák az, hogy a tüzelőanyagot jelenleg metánból (földgázból) állítják elő, a gőz-metán reformálásával ismert eljárással, amely szintén magas toxicitású szén-monoxid hozamot eredményez. Ez átalakítható szén-dioxiddá, de ebben az esetben a hidrogénüzemanyag továbbra is hozzájárul az üvegházhatású gázok kibocsátásához.

Tiszta hidrogén

Környezetbarát módszer a hidrogén előállítására -elektrolízissel, amikor egy elektromos áramot vezetnek át a vízen. Elméletileg lehetséges a felesleges szélenergia (és esetleg a nap) felhasználása a villamos energia előállításához és a hidrogén megújuló energiaforrás előállításához. A probléma az, hogy az elektrolízis üzemek valószínűleg nem gazdaságosak, ha a nap nagy részében nem működnek. Ez azt jelenti, hogy amikor nincs túlzott szél a hatalomra, a hálózatból rendszeres villamos energiára lesz szükség, ami nagyon költséges lesz (és nem feltétlenül megújítható).

A második lehetőség a használat"Termokémiai" termelési módszer, amely magában foglalja a víz kénnel és jóddal való kölcsönhatását hő jelenlétében. A jó hír az, hogy ez a módszer a negyedik generációs atomerőművek fejlesztésének köszönhetően gazdaságos lesz a következő tíz évben. Ezeket a magas hőmérsékletű kis moduláris reaktorokat fejlesztik Kínában, az USA-ban, Kanadában és Japánban, de nem az Egyesült Királyságban vagy Európában.

A használat minden korlátozása ellenérehidrogén, mint közlekedési üzemanyag, mivel egyre több ország (különösen Japán) folytat kutatásokat a hidrogéngazdasággal kapcsolatban, költsége csökken. A hidrogén akár a földgázcsövekben is helyettesítheti a földgázt, ami szintén csökkenti a szállítási költségeket.

Mit gondolsz, amikor Oroszország részt vesz a vasúti vonatok hidrogénre történő átruházásában? Javasoljuk, hogy ezt megvitassuk a Telegramban.