Залізничні технології — на порозі чергових змін. Колись це були парові локомотиви з вугільним тендером у ролі джерела енергії. Потім на заміну прийшла електротяга на ділянках із контактною мережею та дизельні двигуни на неелектрифікованих напрямках. Нині викристалізовується новий технологічний стрибок — рух потягів на водневих паливних елементах.
«Останнім часом багато чуємо про кліматичні зміни, — каже відповідальний за потяги та локомотиви менеджер Siemens Mobility Альбрехт Нойман. Він певен: — Зараз розробляють технологію, яка позитивно змінить світ».
Якщо все вдасться, водень як привідну енергію опанує ще один вид транспорту. Деякі моделі автомобілів уже роками їздять на водневих паливних елементах. Лише в Німеччині є близько 90 заправок з H2, себто воднем. Із вихлопної труби замість викидів виходить лише водяна пара. Схожі проєкти існують для кораблів, ідею екологічних літаків розробляє Airbus. Готова для використання модель запланована на 2035 рік.
Провісники змін
На водневі потяги чекати доведеться не так довго. Деякі вже курсують за розкладом у Німеччині та Австрії. З’являється дедалі більше провісників нової, дружньої до клімату ери.
Докази цього різноманітні та наявні по всьому світу. Це стане початком прощання з тисячами дизельних локомотивів, що їздять на неелектрифікованих напрямках. Наприклад, великий американський виробник дизельних двигунів Cummins купив у 2019 році спеціалізовану на водні компанію Hydrogenics. Канада оприлюднила власну водневу стратегію. Ось передвісники змін.
Читайте також: Die Welt: Кінець бензинового двигуна не так близько, як здається
У майбутньому вокзали можуть стати й заправками водню. Експерти вважають, що одного дня локомотиви їздитимуть не як раніше з вугільним тендером, а з водневим причепом. Регіональні і приміські потяги на водневому приводі вже існують.
Alstom — міжнародний лідер
В Європі над технологією працюють провідні виробники залізничних технологій — концерн Alstom, а також Siemens Mobility. Французи — міжнародні лідери і мають значну часову перевагу. Вони вже можуть продемонструвати практичну реалізацію своєї створеної у Зальцгіттері моделі iLint, яка їздить у Німеччині та Австрії і на яку є великі замовлення.
Нещодавно французькі регіони зробили замовлення на ще один варіант потяга, який мають ввести в експлуатацію 2025 року. Він зможе їздити як на водневому пальному, так і на електриці від контактної мережі. Потяг із чотирьох вагонів для 218 пасажирів зможе проїхати без контактної мережі до 600 км.
Заправлятися так само швидко, як дизелем
На відміну від Alstom, Siemens Mobility ще не має робочого прототипу, однак хоче надолужити це відставання одним великим кроком. У розробці водневих потягів підприємство вважає себе лідером.
Нині над потягом триває робота, і за рік він використовуватиметься d тестовому режимі. «Наш потяг із трьома вагонами матиме запас ходу 1000 км і покладе початок новому поколінню водневих потягів. Купити його можна вже сьогодні, він використовуватиметься у всьому світі. Час поставки — 2—2,5 роки», — рекламує свій продукт менеджер Siemens Нойман.
У листопаді 2020 року Siemens і Deutsche Bahn оголосили, що з кінця 2023-го пасажирські перевезення в районі Тюбінгена здійснюватиме регіональний водневий потяг Mireo Plus H. Його максимальна швидкість — 160 км/год, що дорівнює наявним потягам. «Зеленим паливом», виробленим із екологічного струму, можна буде заправлятися так само швидко, як і дизельним. Наразі дизельний потяг заправляється за 15 хв.
Концерни вдаються до трюку з батареями
Siemens Mobility позиціонує себе на ринку як постачальник комплексних рішень, бо нині незалежний енергетичний концерн Siemens Energy може самотужки покривати видобуток водню й інфраструктуру.
З технічного погляду Alstom і Siemens працюють над водневими потягами з певним трюком. Водень, хоч і перетворюється у паливному елементі на струм, використовується не безпосередньо для приведення в рух, а спершу заряджає батарею як проміжний елемент. У рух потяг приводить струм із батареї.
Читайте також: Die Welt: Електрокари за ціною бензинового авто
Пояснюється це просто: сучасні паливні елементи ще надто слабкі та не дають достатньо енергії для такого прискорення, як від контактної мережі. Однак завдяки трюку з батареями водневі потяги не їздять, образно кажучи, з черепашачою швидкістю.
Водневі резервуари на даху потяга
Експерт Siemens Mobility Нойман очікує подальшого поступу екологічних потягів. Технологічні можливості ще не вичерпані, і ринок дуже великий. У самій лише Європі електрифікація залізничної мережі дуже різна.
Зараз у водневих потягах-концептах Alstom і Siemens водень транспортують у формі газу в стійких до високого тиску цистернах на дахах поїздів. Це дуже безпечно, наголошує Нойман. Однак Siemens робить перші спроби зв’язати водень із рідинами (Liquid Organic Hydrogen Carrier), що полегшить його використання. Окрім того, очікуються нові розробки паливних елементів і батарей.
На землі та в повітрі. Крім потягів на водневих паливних елементах, незабаром можуть з’явитися і літаки. Над проєктом такого літака ZEROe вже працюють в компанії Airbus. Фото: www.airbus.com
Тому менеджер Siemens ще не наважується прогнозувати, чи в майбутньому для потягів буде доступний виключно варіант із батареями, чи таки комбінація водень–паливні елементи — батареї. «Тому ми працюємо над обома варіантами», — говорить він. Alstom і Siemens Mobility купують ключові складові, як-от паливні елементи та батареї. Зараз Siemens шукає ще одного постачальника паливних елементів, окрім канадського Ballard.
Потенційне поле для використання в США
Нойман вважає, що приміські потяги курсуватимуть на батареях. Баден-Вюртемберг уже замовив у Siemens Mobility 20 потягів типу Mireo Plus B на батареях, поставка яких відбудеться в середині 2023 року. Натомість на довших дистанціях перевагу має водневий привід. Є дещо, у чому Нойман впевнений: «Часи, коли дизельні локомотиви прибували на міські вокзали, закінчуються». Громадянам важко пояснити, що досі дозволено використовувати почасти навіть 30-річні локомотиви. Лише в Німеччині налічується близько трьох тисяч дизельних локомотивів.
Читайте також: Розетка Vs бензинова колонка. Електромобілі йдуть у наступ
Але йдеться не лише про Німеччину. В США великі ділянки залізниці не електрифіковані, а це потенціал для водневих потягів, наприклад, у вантажних перевезеннях. Виробник Progress Rail, що належить до концерну Caterpillar, представив перший експериментальний локомотив. Інсайдери галузі вважають також, що над водневим потягом працює й китайський залізничний гігант CRRC.
Менеджер Siemens Mobility Нойман вважає, що екологічна свідомість європейців може привести до вимоги поступової ліквідації дизельних локомотивів, що стимулюватиме використання водневих потягів на неелектрифікованих напрямках. Принаймні на другорядних лініях, бо високошвидкісні напрямки практично всі електрифіковані, а отже — кліматично нейтральні.
Вже півтора року Siemens не випускає суто дизельних локомотивів, а лише ті, що працюють виключно від струму чи поперемінно на струмі та дизелі. Наразі повний перехід на водневе рішення ще дорожчий за використання контактних мереж чи дизеля, визнає Нойман. Але з новими технологіями це трапляється часто і не обов’язково має залишитися без змін.