دشن رئيس وزراء الهند، ناريندرا مودي، قطار ركاب يعمل بخلايا وقود الهيدروجين يتكون من 10 عربات ويستوعب 2600 مقعد على خط "جيند-سونيابات" في ولاية هاريانا. ويعد هذا أكبر طقم قطارات يعمل بالهيدروجين في العالم يدخل الخدمة. تكمن أهمية هذا الإطلاق في اقترانه بمركبة سكة حديد عالية السعة مع مركز متكامل لإنتاج الهيدروجين وإعادة التزود بالوقود، مما يوضح مساراً محتملاً للابتعاد عن الديزل والطاقة الكهربائية العلوية للسكك الحديدية الهندية.

لماذا يختلف هذا القطار

معظم قطارات الهيدروجين في أماكن أخرى تعمل بعربتين إلى أربع عربات فقط على مسارات إقليمية قصيرة. أما النسخة الهندية فتضيف ثماني عربات ركاب وسيارتي طاقة مخصصتين للقيادة بالهيدروجين (DPCs). تضم كل سيارة طاقة خلية وقود بغشاء تبادل البروتون (PEM) بقدرة 1,200 كيلوواط (حوالي 1,600 حصان) وحزمة بطاريات ليثيوم-حديد-فوسفات (LFP) تعمل على تنعيم توصيل الطاقة. وعلى المسافة البالغة 89 كم بين محطة "جيند" و"سونيابات"، سيعمل القطار في البداية بسرعة تصل إلى 75 كم/ساعة، رغم أن التصميم يسمح بسرعات تصل إلى 110 كم/ساعة.

الكيمياء التي تحرك القطار

تقوم خلية وقود PEM بخلط الهيدروجين عالي الضغط مع الأكسجين من الهواء. وينتج عن التفاعل — الهيدروجين + الأكسجين ← كهرباء + بخار ماء — الحرارة وبخار الماء فقط، مما يلغي الدخان وانبعاثات الكربون المباشرة. وتعمل الكهرباء على تشغيل محركات الجر التي تدير العجلات. ولأن النظام لا يعتمد على خطوط كهربائية علوية خارجية، فإنه يمكنه العمل على المسارات التي تفتقر إلى الكهرباء.

بناء منظومة هيدروجينية متكاملة

يرتبط إطلاق القطار بمركز هيدروجين تم بناؤه خصيصاً في "جيند". يقوم المركز بإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي، حيث يتم فصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء. ويخزن المركز ما يقرب من 3,000 كجم من الهيدروجين عند ضغط 500 بار، ويعيد تزويد القطار بالوقود عند 350 بار من خلال موزعين مستقلين، مما يسمح بشحن سيارتي الطاقة في وقت واحد وتقليل أوقات التوقف. وقد حصلت المنشأة على موافقة منظمة سلامة البترول والمتفجرات (PESO).

ضمانات السلامة

الهيدروجين سريع الاشتعال للغاية، لذا اعتمدت السكك الحديدية الهندية نهج "الدفاع المتعمق". يحمل القطار ومركز "جيند" أجهزة كشف التسرب، ومستشعرات اللهب، وأجهزة كشف الحرارة، وتهوية مستمرة تعمل على تشتيت أي غاز متسرب. وقد أكد تقييم سلامة مستقل أجرته شركة TÜV SÜD الألمانية الامتثال لمعايير ISO 19880 (محطات تزويد الهيدروجين بالوقود) وNFPA-2 (سلامة الهيدروجين). وفي حال اكتشاف تسرب، يقوم النظام تلقائياً بعزل وإغلاق إمدادات الهيدروجين دون تدخل يدوي.

ما هي الرهانات

  • الأثر البيئي – من خلال التخلص من الديزل وتقليل الاعتماد على كهرباء الشبكة، يقلل القطار من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المباشرة على المسار. وإذا تم توسيع هذا النموذج، فقد يؤدي ذلك إلى خفض البصمة الكربونية لقطاع السكك الحديدية في جميع أنحاء البلاد.
  • التحول في البنية التحتية – يتطلب بناء مواقع إنتاج وتخزين وتزويد الهيدروجين بالوقود استثمارات رأسمالية وتنسيقاً مع مرافق الطاقة. وقد يحفز النجاح إنشاء مراكز مماثلة على طول ممرات أخرى غير مكهربة.
  • الحسابات الاقتصادية – لا تزال تكلفة إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي أعلى من الوقود التقليدي في العديد من الأسواق. وستعتمد الجدوى طويلة المدى للمشروع على انخفاض تكاليف الكهرباء، وتوسع تقنية المحللات الكهربائية، أو الدعم السياسي مثل الإعانات أو تسعير الكربون.
  • القيود التشغيلية – السرعة الأولية البالغة 75 كم/ساعة متواضعة مقارنة بالخدمات الأسرع التي تعمل بالديزل أو الكهرباء. وإذا اعتبر الركاب الخدمة أبطأ، فقد يتراجع الطلب عن السعة المتاحة.

الجانب الآخر من القصة

يشير النقاد إلى أن كثافة الطاقة المنخفضة للهيدروجين لكل وحدة حجم تفرض استخدام خزانات تخزين ثقيلة، مما يزيد الوزن ويقلل الحمولة. كما تظل المخاوف المتعلقة بالسلامة قائمة رغم الضمانات المتعددة؛ إذ يمكن لحادث بارز أن يعيق القبول الشعبي. كما أن الشبكة الحالية لنقاط تزويد الهيدروجين بالوقود صغيرة جداً، مما يحصر القطار في ممر واحد حتى يتم بناء المزيد من المراكز. وإلى أن تنخفض تكلفة الهيدروجين المنتج كهربائياً، قد تظل الجدوى الاقتصادية غير مواتية مقارنة بتوسيع الجر الكهربائي.

ما يجب مراقبته لاحقاً

  • التوسع خارج ولاية هاريانا – ألمحت السكك الحديدية الهندية إلى توسيع هذا المفهوم ليشمل خطوطاً أخرى غير مكهربة، ولكن الجدول الزمني لا يزال غير واضح.
  • اتجاهات أسعار الهيدروجين – ستؤثر التغيرات في أسعار الكهرباء المتجددة أو الحوافز الحكومية بشكل مباشر على تكلفة تشغيل الخدمة.
  • بيانات الأداء – ستحدد الأرقام الواقعية المتعلقة بالموثوقية، واستهلاك الطاقة لكل كيلومتر/راكب، واحتياجات الصيانة، ما إذا كانت هذه التكنولوجيا قادرة على منافسة البدائل التي تعمل بالديزل أو الكهرباء.
  • التطور التنظيمي – قد تؤدي التحديثات في معايير السلامة أو الشهادات الجديدة إما إلى تسهيل المسار لإنشاء المزيد من مراكز الهيدروجين أو فرض تكاليف امتثال إضافية.

الخلاصة

يثبت قطار خلايا وقود الهيدروجين الهندي، الذي يتسع لـ 2600 مقعد، أن مركبة السكك الحديدية ذات السعة الكبيرة والانبعاثات المنخفضة يمكن أن تعمل جنباً إلى جنب مع سلسلة توريد هيدروجين مخصصة. وسيعتمد ما إذا كان هذا النموذج سيصبح مخططاً توجيهياً لشبكة وطنية أكثر رفقاً بالبيئة على التصور العام للسلامة، ومسارات التكلفة، والقدرة على تكرار البنية التحتية على نطاق واسع.