Чи зможуть «поїзда на водні» позбавити нас від дизельного палива?

Коли уряд Великобританії скасував своїплани по електрифікації залізничних ліній, що йдуть через Уельс, Мідлендс і північ Англії, і скоротило електрифікацію залізничної мережі Great Western, це призвело до передчасного припинення інвестиційної програми в залізницях, яка вважалася однією з найбільших в країні з вікторіанської епохи. Але тепер уряд і виробники поїздів сподіваються, що альтернативою для електрифікації британських залізниць може стати водень.

Потяги на водні

Водневі поїзда вже замінили більш бруднідизельні двигуни в Німеччині, і деякі залізничні компанії вважають, що Великобританія піде її прикладу до 2022 року. Для впровадження нових технологій все одно потрібні інвестиції. Але вони можуть стати важливим кроком на шляху до зниження вуглецевого сліду залізниць.

В даний час електрифікована лише третиназалізничної мережі Великобританії, і за останні кілька років було переобладнано трохи додаткових шляхів. Припиняючи електрифікацію мережі, уряд стикається з дилемою: як ліквідувати дизельні потяги, які виробляють вуглекислий газ і інші шкідливі забруднювачі?

Поточна стратегія полягає в покупці бімодальних поїздів, які можуть перемикатися на дизельне паливо, коли виходять на шляху без електрики. Але це не вирішує проблему як таку.

Якщо електрифікація решти мережіздасться занадто дорогою, однією з можливих альтернатив буде вироблення електроенергії на борту поїзда. Один із способів зробити це - використовувати паливні елементи, які об'єднують газоподібний водень з киснем з повітря для виробництва електрики і води. Водень може нести більше енергії, ніж батареї з таким же вагою, що означає, що системи паливних елементів можуть бути легше. Крім того, вони вимагають менше часу для заправки, ніж батареї для перезарядки, і не мають таких же високих екологічних витрат при виробництві.

Газоподібний водень повинен бути стиснутий врезервуарах, які зазвичай розташовуються на даху поїзда. Але додавання системи рекуперативного гальмування для зарядки додаткової маленької батареї знизить кількість водню, необхідного для харчування поїзда.

Висока вартість установки повітряних проводівозначає, що водневі поїзда, ймовірно, будуть більш економічним способом електрифікувати залізничні лінії з відносно невеликим трафіком. Також є сенс експериментувати з водневими поїздами, щоб виявити будь-які несподівані проблеми. Однак широке використання потребують значних інвестицій у виробництво і зберігання водню. Оскільки на водневої основі було побудовано дуже мало залізниць, незрозуміло, чи зможуть вони економити гроші за рахунок відмови від електрифікації великих ліній, чи буде працювати економіка масштабів.

Кращим рішенням може бути розробка такожгібридних дворежимних поїздів, які можуть перемикатися між електрикою від повітряних проводів і паливних елементів. Це краще підійде для залізничних мереж, які проходять через мости і тунелі.

Інша проблема, пов'язана з водневимипаливними елементами, полягає в тому, що зараз паливо виробляється з метану (природного газу) з використанням процесу під назвою парової риформинг метану, який також дає великий вихід високотоксичного моноксиду вуглецю. Його можна перетворити в діоксид вуглецю, проте в такому випадку водневе паливо все одно буде сприяти викидів парникових газів.

чистий водень

Екологічно чистий спосіб отримання водню -через електроліз, коли через воду пропускається електричний струм. Теоретично, можна використовувати надлишкову енергію вітру (і, можливо, сонця) для вироблення цього електрики і зробити водень поновлюваним джерелом енергії. Проблема в тому, що електролізних установки навряд чи будуть економічними, якщо не будуть працювати більшу частину дня. Це буде означати, що коли НЕ буде надлишкового вітру для їх харчування, їм буде потрібно регулярне електрику з мережі, що зробить процес дуже дорогим (і не обов'язково поновлюваних).

Друга альтернатива - використання«Термохімічного» способу виробництва, який включає взаємодію води з сіркою і йодом у присутності тепла. Доброю новиною є те, що цей метод стане економічним протягом наступних десяти років, завдяки розвитку атомних електростанцій IV покоління. Ці високотемпературні невеликі модульні реактори розробляються в Китаї, США, Канаді та Японії, але не в Великобританії або Європі.

Незважаючи на всі обмеження використанняводню в якості транспортного палива, оскільки все більше і більше країн (зокрема, Японія) проводять подальші дослідження в області водневої економіки, його вартість буде скорочуватися. Водень може навіть прийти на зміну природному газу в магістральних газових трубах, що також допоможе знизити витрати на його використання для транспорту.

Як думаєте, коли Росія турбуватиметься перекладом залізничних поїздів на водень? Пропонуємо обговорити це в нашому чаті в Телеграма.