Το υδρογόνο πιθανότατα θα αντικαταστήσει τις πετρελαιοκίνητες σιδηροδρομικές ατμομηχανές όπου η πλήρης ηλεκτροδότηση είναι δύσκολη ή πολύ ακριβή, καθώς προσφέρει μια εναλλακτική λύση χωρίς εκπομπές ρύπων, ήσυχη που μπορεί να είναι οικονομικά ανταγωνιστική, λένε οι προγραμματιστές.
Του Paul Day
Το καλοκαίρι, η Alstom ανακοίνωσε τη δημιουργία της πρώτης διαδρομής επιβατικών τρένων με πλήρως υδρογόνο στο Bremervorde της Κάτω Σαξονίας, Γερμανία με 14 οχήματα Coradia iLint δύο αυτοκινήτων εξοπλισμένα με πρόωση κυψελών καυσίμου. Θα αντικαταστήσουν 15 τρένα που κινούνται με ντίζελ που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στη γραμμή.
Τα τρένα, τα οποία διαθέτουν δεξαμενή υδρογόνου με αυτονομία 1.000 χιλιομέτρων και μέγιστη ταχύτητα 140 χλμ./ώρα, θα τροφοδοτούνται καθημερινά με καύσιμα σε σταθμό ανεφοδιασμού υδρογόνου στο Linde.
Ένα κιλό υδρογόνου αντικαθιστά περίπου 4,5 λίτρα ντίζελ, λέει η Alstom.
«Ως πρωτοπόροι στα τρένα που κινούνται με υδρογόνο, χτίζουμε τα θεμέλια για τη μελλοντική βιομηχανία. Το Coradia iLint είναι μια απεικόνιση ενός ιστορικού βήματος προς τη βιώσιμη κινητικότητα, καθώς είναι το πρώτο επιβατικό τρένο στον κόσμο που κινείται με υδρογόνο και είναι τώρα σε εμπορική υπηρεσία στη Γερμανία», λέει ο Αντιπρόεδρος της Περιφερειακής Πλατφόρμας Τροχαίου Υλικού της Alstom Brahim Soua.
Η Alstom παρουσίασε το Coradia iLint για πρώτη φορά στο InnoTrans 2016 στο Βερολίνο πριν τα τρένα τεθούν σε εμπορική λειτουργία στη Γερμανία το 2018.
Η εταιρεία έχει επί του παρόντος τρεις άλλες συμβάσεις για περιφερειακά τρένα που κινούνται με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, συμπεριλαμβανομένου ενός άλλου στη Γερμανία που εξυπηρετεί τη μητροπολιτική περιοχή της Φρανκφούρτης με 27 προαστιακούς συρμούς Coradia iLint.
Στην Ιταλία, η Alstom κατασκευάζει έξι τρένα υδρογόνου Coradia Steam στην περιοχή της Λομβαρδίας, με την επιλογή για άλλα οκτώ, και στη Γαλλία η εταιρεία θα προμηθεύσει 12 τρένα υδρογόνου Coradia Polyvent που μοιράζονται σε τέσσερις γαλλικές περιφέρειες.
«Η φιλοδοξία της Alstom είναι να συμβάλει στην απαλλαγή των σιδηροδρόμων από τις ανθρακούχες εκπομπές με την ανάπτυξη των λύσεών της χωρίς εκπομπές, ιδίως του υδρογόνου. Πολλές συζητήσεις προχωρούν για εφαρμογές υδρογόνου όχι μόνο στην Ευρώπη, αλλά και στη Βόρεια Αμερική και τη Μέση Ανατολή», λέει ο Soua.
«Για μικρή απόσταση, τα τρένα με μπαταρία θα πρέπει να ανταποκρίνονται στις ανάγκες και για εφαρμογές όπου η εμβέλεια είναι καθοριστική, το υδρογόνο είναι η καλύτερη λύση».
Ωστόσο, η Soua σημειώνει ότι κεντρικός στόχος για την εταιρεία είναι να κάνει το οικοσύστημα υδρογόνου πιο ανταγωνιστικό.
Σύμφωνα με την Alstom, ο στόλος υδρογόνου γίνεται πιο ευνοϊκή επιχειρηματική περίπτωση μετά από σχεδόν 15 χρόνια χάρη στο χαμηλότερο κόστος συντήρησης και παρά το γεγονός ότι τα τρένα υδρογόνου χρειάζονται 30% υψηλότερη επένδυση από το ντίζελ.
Η έλλειψη υποδομής ανεφοδιασμού αποτελεί επίσης σημαντικό εμπόδιο για την υιοθέτηση της τεχνολογίας και η Alstom έχει υπογράψει πολλαπλές ενεργές συμφωνίες συνεργασίας που επικεντρώνονται στην υποδομή για την παραγωγή, τη μεταφορά και τη διαχείριση σταθμών ανεφοδιασμού, συμπεριλαμβανομένων δύο κοινοπραξιών στη Γερμανία, με τη Linde και με Infraserv, στην Ιταλία με τον Snam και στη Γαλλία με την Engie.
ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ: Αλλαγή παγκόσμιας ζήτησης υδρογόνου 2019-50 ανά τομέα
1. Η αεροπορία και η ναυτιλία περιλαμβάνουν την άμεση χρήση υδρογόνου και συνκαυσίμων που προέρχονται από υδρογόνο, όπως κηροζίνη, ντίζελ, μεθανόλη, βενζίνη και αμμωνία. Η κατηγορία περιλαμβάνει επίσης ορισμένα συνκαύσιμα που προέρχονται από υδρογόνο στις οδικές μεταφορές 2. Η νέα βιομηχανία περιλαμβάνει όλες τις νέες χρήσεις υδρογόνου σε βιομηχανικές διεργασίες, π.χ. παραγωγή σιδήρου και χάλυβα, ενώ τα χημικά και η διύλιση είναι παραδοσιακές χρήσεις υδρογόνου. 3. Άλλα περιλαμβάνουν κτίρια και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Πηγή : McKinsey Energy Insights Global Energy Perspective 2022Γέμισμα της δεξαμενής
Η υποδομή ανεφοδιασμού είναι το κλειδί για την επιτυχία οποιασδήποτε λύσης μεταφοράς υδρογόνου και η Linde εγκαινίασε το πρώτο στον κόσμο σύστημα ανεφοδιασμού με υδρογόνο για επιβατικά τρένα, με δεξαμενές αποθήκευσης υψηλής πίεσης 64, 500 bar και συνολική χωρητικότητα περίπου 1.600 kg υδρογόνου την ημέρα. μέρος του έργου Bremervorde.
Η Linde διαχειρίζεται το πρώτο σπήλαιο αποθήκευσης υδρογόνου υψηλής καθαρότητας στον κόσμο και δίκτυα αγωγών περίπου 1.000 km παγκοσμίως και έχει εγκαταστήσει 200 σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου και περισσότερες από 80 μονάδες ηλεκτρόλυσης υδρογόνου παγκοσμίως.
Τα τρένα Bremervorde κινούνται κατά μήκος μιας ενιαίας γραμμής 123 χιλιομέτρων, έτσι ώστε η ενιαία τοποθεσία ανεφοδιασμού να αποφεύγει τη μεταφορά υδρογόνου σε πολλές τοποθεσίες.
«Είναι σχεδόν σαν ένα στήσιμο back-to-base. Μπορείτε να φτιάξετε έναν μεγάλο σταθμό και να τροφοδοτήσετε τα τρένα σε ένα σημείο, ώστε να μην χρειάζεται να χτίσετε πολλές τοποθεσίες τροφοδοσίας καυσίμων», λέει ο Αντιπρόεδρος καθαρής ενέργειας στο Linde David Burns.
«Αν και είναι ο μεγαλύτερος σταθμός ανεφοδιασμού καυσίμων στην Ευρώπη, μπορέσαμε να το τοποθετήσουμε ώστε να μπορούμε να τροφοδοτούμε τα τρένα σε εύλογο χρονικό διάστημα και να τα τροφοδοτούμε επίσης, έτσι ώστε να μην χρειάζεται να περιμένουμε μεταξύ του ανεφοδιασμού καυσίμων , που είναι το κλειδί. Εξετάζουμε αυτό ως ένα καλό μοντέλο για παρόμοια προαστιακά σιδηροδρομικά δίκτυα στο μέλλον».
Στην Ευρώπη, πολλά δίκτυα προαστιακών τρένων χρησιμοποιούν ντίζελ και ως εκ τούτου θα ήταν καλοί υποψήφιοι για μετατροπή σε υδρογόνο, μια επιλογή χαμηλότερου κόστους από την ηλεκτροκίνηση.
Εν τω μεταξύ, τα τρένα ντίζελ στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι συχνά εμπορευματικά τρένα μεγάλων αποστάσεων, τα οποία θέτουν διαφορετικές υλικοτεχνικές προκλήσεις όσον αφορά τον ανεφοδιασμό με καύσιμα.
«Στις Ηνωμένες Πολιτείες, (εμπορευματικά τρένα) τείνουν να έχουν πολλαπλούς κινητήρες, επομένως πρέπει να μπορείτε να λαμβάνετε αρκετό υδρογόνο στο πλοίο για να μπορείτε να διανύσετε μεγάλες αποστάσεις και να μεταφέρετε από 50 έως 100 βαγόνια. Όσον αφορά τη ζήτηση υδρογόνου, θα είναι πολύ μεγαλύτερη», λέει ο Burns.
«Εργαζόμαστε για πιθανές λύσεις για αυτό. Για παράδειγμα, πρέπει να κοιτάμε υγρό υδρογόνο στο πλοίο και όχι αέριο;».
Το υγρό υδρογόνο έχει χρησιμοποιηθεί για πολλά χρόνια ως καύσιμο για εφαρμογές πυραύλων από τη NASA και, δεδομένης της υψηλής ενεργειακής του πυκνότητας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση της αλυσίδας εφοδιασμού καθώς αυξάνεται η ζήτηση.
Με ένα μόνο φορτηγό ικανό να παρέχει 5 τόνους υγρού υδρογόνου τη φορά, η Burns θεωρεί ότι η υγροποίηση είναι το κλειδί για ένα δίκτυο διανομής στο μέλλον.
Στρέφομαι στην οικολογία
Τα τρένα στο έργο Bremervorde είναι, από μόνα τους, χωρίς εκπομπές, αλλά το υδρογόνο για την τροφοδοσία τους είναι επί του παρόντος υποπροϊόν που προέρχεται από τοπικές βιομηχανικές διεργασίες.
Η Linde λέει ότι το σύστημα ανεφοδιασμού της έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί ειδικά με την ικανότητα να ενσωματώνει τη μελλοντική επιτόπια πράσινη παραγωγή υδρογόνου.
Τον Ιανουάριο, η εταιρεία ανακοίνωσε ότι είχε υπογράψει συμφωνία με τη Yara για την κατασκευή και την παράδοση μιας πράσινης μονάδας υδρογόνου ισχύος 24 MW, η δεύτερη από αυτές τις εγκαταστάσεις με την πρώτη να κατασκευάζεται επί του παρόντος στο χημικό συγκρότημα Leuna της Linde στη Γερμανία.
Ο ηλεκτρολύτης που βασίζεται στη μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM) θα έχει χωρητικότητα περίπου 10.000 kg την ημέρα, λέει ο Linde.
«Αυτή είναι η τοποθεσία (Leuna) που θα χρησιμοποιήσουμε αρχικά για να προμηθεύσουμε ένα πορθμείο στη Νορβηγία που θα χρησιμοποιεί πράσινο υδρογόνο. Μακροπρόθεσμα, καθώς η ζήτηση αυξάνεται σε ολόκληρη τη Γερμανία, θα χτίσουμε άλλες πηγές παραγωγής πράσινου υδρογόνου πιο κοντά στη ζήτηση», λέει ο Burns.
.reuters.com
sidirodromikanea.blogspot.com
