北部平原に現れた新しい種類の列車

インド鉄道は、毎日1,300万人以上の旅客を輸送している。そのほとんどにとって、旅とは架線から電力を取り入れる電気機関車の聞き慣れた唸り音か、あるいは燃焼室で燃料を燃やすディーゼルエンジンの重々しい轟音のどちらかを意味していた。国内では、第三の選択肢が商業規模で存在したことは一度もなかった。しかし、インド初の水素燃料電池旅客列車がハリヤーナー州のジンド〜ソニパト間で定期運行を開始したことで、その状況は一変した。商業運行の最初の5日間で、この列車は約900キロメートルを走行した。これらの数字は、単なるマイルストーン以上の意味を持つ。それは、架線が設置されることのない路線において、水素がディーゼルに取って代われるかどうかを確認するための、収益を伴う実地実験の始まりを意味している。

この列車を際立たせているもの

プラットフォームから見ると、この列車は革命的なものには見えないかもしれない。2,600人を収容できる10両編成の列車である。運賃は、距離に応じて10ルピーから25ルピーの間であり、日常的に利用する旅行者にとって非常に手頃な価格に設定されている。設計速度は時速110kmに達するが、現在は初期の試運転として、乗務員が性能と乗客の快適性を監視しているため、時速75kmというより控えめな速度で運行されている。

真の違いは床下に隠されている。従来のディーゼル・パワーパックの代わりに、この列車は2基の1,200キロワット水素電気システムから推進力を得る。各ユニットには、燃焼させることなく化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池スタックが含まれている。貯蔵された水素が周囲の空気から取り込まれた酸素と反応する。この電気化学反応によって、主電動機（トラクションモーター）を駆動するための電気が生成され、プロセスが完了したときに出る排気は水蒸気と熱のみである。排気管から煙やディーゼル微粒子、二酸化炭素が流れ出ることはない。

内燃機関がないため、駆動系はディーゼル電気式と比較して可動部品がはるかに少ない。騒音と振動は著しく減少する。乗務員にとっては運転台が静かになることを意味し、乗客にとってはよりスムーズな乗り心地と、プラットフォームのより清潔な空気を意味する。

ジンドには、専用の水素貯蔵および充填施設が設置されている。燃料電池列車を日常的に運行させるには、圧縮水素、専門的な取り扱いプロトコル、そして訓練を受けたスタッフが必要となる。インド鉄道は路線の片側にその機能を構築することを選択し、列車が供給基地から遠く離れることなく、燃料を補給して折り返せるようにした。

なぜインドにとって水素が理にかなっているのか

インド鉄道は数十年にわたり広大なネットワークに架線を張り巡らせてきたが、完全な電化は依然として遠い目標である。数千キロメートルに及ぶ路線が、架線の支柱を立てることが地質学的に困難であったり、経済的に採算が合わなかったり、あるいは文化的にデリケートな地形を通過している。辺境の山岳地帯、砂漠地帯、そして歴史的遺産が残る回廊は、すべて同じ問題を抱えている。旅行者は信頼できるサービスを期待しているが、架線を吊るし、変電所を建設するために必要なインフラのコストは、利用客数に見合わないほど高額になる可能性がある。

水素は、大規模な土木工事を行うことなく、これらの路線を運行する方法を提供してくれる。燃料電池列車は、用地への変更を最小限に抑えつつ、既存の線路上を走行できる。頭上に数千トンの銅線や鋼鉄製のケーブルを張り巡らせる必要はない。必要なのは充填ポイントであり、それは完全電化に必要なスペースのわずか一部で済む。

ジンド〜ソニパトのパイロットテストは、技術がより過酷な環境へと移行する前に、その論理を検証するものである。ハリヤーナー州の地形は劇的ではないが、実用的である。エンジニアは、急勾配や急カーブといった複雑な条件に悩まされることなく、燃料消費、信頼性、ブレーキ、スケジューリングに関する実世界のデータを収集することができる。

現在、ディーゼル動車（DMU）が国内の数千キロメートルに及ぶ郊外および農村部のサービスを担っている。これらは人口の多い駅の近くで窒素酸化物や微粒子を排出する。水素列車は、それらの局所的な排出を完全に排除し、環境問題の焦点を「水素そのものがどのように製造されるか」という上流工程へとシフトさせる。

グローバルな文脈

インドは未知の領域に足を踏み入れるわけではない。ドイツでは、電化を見送った地域ネットワークにおいて、ディーゼル車両に代わる水素燃料旅客列車がすでに商用サービスを開始している。日本は、より広範な「水素社会」のビジョンの一環として水素鉄道のコンセプトを試験しており、この技術が国家のエネルギー安全保障戦略にどのように適合するかを研究している。中国は複数の路線で試験を実施し、異なる気候や運行パターンにおいて燃料電池がどのように機能するかを調査している。米国も実証実験に資金を提供しており、特にディーゼル車が依然として主流で、架線設置への政治的意志が弱い通勤回廊に重点を置いている。

各国は異なる制約条件のもとでこの技術に取り組んでいる。ドイツは、架線の設置が困難な地域における老朽化したディーゼル車両の置き換えに注力している。日本は、鉄道をより広範な水素経済における一つの結節点として捉えている。中国は製造規模を評価している。インドにとっての魅力は、低密度路線に対して架線や変電所に多額の資本予算を投じることなく、ラストワンマイルの接続を脱炭素化できる点にある。

乗客の体験

ソニパットやジンドで乗車する旅行者にとって、その違いはほとんど感じられない。車両にはこれまでと同じ乗客が乗り込み、時刻表も既存のパターンに沿っており、運賃体系も日々の通勤を無理のないものに保っている。間近で見れば、ホームの端にディーゼルの煤がないことと、より静かでスムーズな発車だけが、違いを物語っている。重いトランスミッションを介して動くディーゼルエンジンよりも、電気駆動系の方がより即座に反応する。

この初期段階において時速75kmで運行することで、鉄道側はハードウェアを設計上限である時速110kmまで追い込むことなく、エネルギー消費、振動、および乗務員の作業手順を研究する余裕を持つことができる。能力と現在の運用との間のこのギャップは、新しい車両を導入する際には一般的だが、水素列車が依然として実験的なものという評判を持っていることから、ここでは特に重要となる。営業運転速度で厳しいダイヤを維持できることを証明することは、運行事業者と一般利用者の双方の信頼を勝ち取るために不可欠である。

今後に向けて

5日間で走行した900キロメートルは、始まりであって終着点ではない。インド鉄道全体に水素牽引技術を拡大するには、単一の試験運用では解決できない課題を解決していく必要がある。水素製造そのものも、よりクリーンなものにならなければならない。現在、その多くは