Wabtec: Водород — локомотивное топливо будущего

Железные дороги могут переоборудовать дизели для прямого сжигания водорода, а затем внедрить технологию топливных элементов с нулевым уровнем выбросов, заявляет производитель локомотивов

Получайте новейшие фотографии, видео, истории и многое другое от брендов Trains.com. Подпишитесь на электронную почту сегодня!

В то время как железнодорожная отрасль ищет способы сократить и, в конечном итоге, устранить выбросы парниковых газов, Wabtec рассматривает водород как локомотивное топливо будущего, независимо от того, сжигается ли он в двигателях внутреннего сгорания или используется для питания топливных элементов.

«Мы думаем, что это будет эффектная технология. Мы не рассматриваем это как нечто второстепенное. В будущем это будет то, что заменит дизели», — говорит Филип Мосленер, корпоративный вице-президент Wabtec по передовым технологиям.

Водород не производит выбросов парниковых газов при сжигании в качестве топлива. «Сегодня это экономически нежизнеспособно», — говорит Мосленер, отмечая, что водород в настоящее время стоит значительно дороже, чем дизельное топливо.

Но ожидается, что производство водорода будет расти, что должно привести к снижению стоимости конкурирующего дизельного топлива уже к 2030 году. аналогичные усилия предпринимаются в Канаде. Тем временем энергетические компании инвестируют в мощности по производству водорода.

Таким образом, Wabtec стремится привести свои усилия в области исследований и разработок водородных локомотивов в соответствие с запланированными темпами производства водорода в Северной Америке. Wabtec надеется представить свой первый водородный прототип в 2027 году.

По словам Мосленера, топливные элементы на водороде в сочетании с батареями для хранения электроэнергии станут решением с нулевым уровнем выбросов для замены дизель-электрических локомотивов.

Но топливные элементы еще не обладают плотностью энергии, необходимой для магистрального локомотива. По словам Мосленера, дорожному локомотиву потребуется 3300 киловатт энергии – или в 10 раз больше, чем у топливных элементов, которые могут поместиться в локомотив сегодня.

Однако ожидается, что разработка еще более мощных топливных элементов будет продолжаться, во многом аналогично тому, как в последние годы батареи приобрели большую емкость и расширили запас хода электромобилей.

«Мы доберемся до цели», — говорит Мосленер.

Если локомотиву на топливных элементах в конечном итоге потребуется большая емкость аккумулятора, железные дороги всегда могут добавить к поезду один из аккумуляторных электровозов Wabtec FLXdrive, говорит он.

Из-за более низких требований к мощности локомотивы с переключением топливных элементов могут стать жизнеспособными раньше, чем дорожные локомотивы.

Дорожным локомотивам и стрелочным переводам потребуются разные системы управления энергопотреблением из-за разных требований каждого типа услуг. Топливные элементы предпочитают производить постоянное количество энергии, говорит Мосленер, поэтому коммутаторам придется получать электричество от батарей, а не от топливного элемента. И наоборот, дорожные локомотивы часто работают с относительно стабильным энергопотреблением и могут использовать комбинацию топливных элементов и батарей для питания своих тяговых двигателей.

Другой путь — сжигание водорода в двигателях внутреннего сгорания. «Мы также считаем это жизнеспособным решением, особенно если речь идет о переходной технологии», — говорит Мосленер. «Самое приятное в двигателях внутреннего сгорания — это сами двигатели. Мы знаем двигатели. Клиенты довольны двигателями. Они знают, как их сохранить. Они знают, как ими управлять».

Еще один плюс: локомотивы серии Evolution компании Wabtec могут работать на водороде с небольшими модификациями. «Хорошая особенность нашего семейства двигателей EVO заключается в том, что у них есть возможность, генетика, позволяющая модифицировать их на водород», — говорит Мосленер.

Самая большая техническая проблема заключается в том, как доставить водородное топливо в камеру сгорания. Как и сжиженному природному газу, водороду для воспламенения нужна искра. Локомотивы Wabtec, работающие на СПГ, используемые на железной дороге Восточного побережья Флориды, используют систему впрыска дизельного топлива в порт в качестве пилотного. Эту технологию необходимо адаптировать для использования водорода, говорит Мосленер.