17 lipca premier Narendra Modi zainauguruje pierwszy w Indiach pociąg zasilany wodorem na trasie Jind–Sonipat w stanie Haryana. To wydarzenie to coś więcej niż tylko uroczyste przecięcie wstęgi. To sygnał, że Indian Railways, jedna z największych sieci kolejowych na świecie, jest gotowa do testowania technologii ogniw paliwowych na własnych torach, odchodząc od diesla i konwencjonalnej trakcji elektrycznej w poszukiwaniu czystszego napędu.
Jak działa ta technologia
Ten pociąg porusza się dzięki ogniwom paliwowym, zamiast pobierać energię z napowietrznych sieci trakcyjnych lub spalać olej napędowy w silniku. Mówiąc prościej, ogniwo paliwowe to urządzenie elektrochemiczne. Zmagazynowany w pokładowych zbiornikach wodór reaguje z tlenem pobieranym z powietrza. Reakcja ta generuje energię elektryczną do zasilania silników trakcyjnych, a jedyną bezpośrednią emisją jest para wodna i niewielka ilość ciepła. Podczas pracy z rury wydechowej nie wydobywa się dym spalinowy, dwutlenek siarki ani dwutlenek węgla.
Ta różnica ma znaczenie. Lokomotywy dieslowskie uwalniają zanieczyszczenia na poziomie gruntu na każdym przejechanym kilometrze. Nawet pociągi elektryczne, choć poruszają się po torach bez emisji, niosą ze sobą pośredni ciężar emisji, jeśli energia z sieci, która je zasila, pochodzi z węgla. Pociąg wodorowy przenosi kwestię zanieczyszczeń na etap produkcji samego wodoru. Jeśli wodór jest produkowany przy użyciu energii odnawialnej – często nazywanej zielonym wodorem – cały cykl może zbliżyć się do niemal zerowej emisji. Na razie bezpośrednią korzyścią jest wyeliminowanie procesu spalania w samym pojeździe, co poprawia jakość powietrza wzdłuż korytarzy kolejowych oraz eliminuje hałas i sadzę na stacjach.
Korytarz Jind–Sonipat
Indian Railways wybrało na swój debiut regionalny odcinek w stanie Haryana. Linia z Jind do Sonipat nie jest najruchliwszą trasą tranzytową w kraju i to jest właśnie kluczowe. Projekt pilotażowy na krótszym korytarzu pozwala inżynierom monitorować wzorce zużycia paliwa, logistykę tankowania, odzysk energii z hamowania oraz zużycie komponentów w rzeczywistych indyjskich warunkach, nie ryzykując zakłóceń na głównych liniach o dużym natężeniu ruchu.
Relatywnie płaski teren i suchy klimat Haryana stanowią zarządzalne pole testowe, choć letnie upały i pył wciąż będą stanowić wyzwanie dla stosów ogniw paliwowych i systemów filtracji powietrza. Eksploatacja pociągu w tym regionie pozwoli kolei zebrać dane na temat tego, jak zachowuje się magazynowanie wodoru w codziennej pracy typu „stop-and-go” oraz jak załogi techniczne adaptują się do technologii, która nigdy wcześniej nie była eksploatowana na komercyjnej indyjskiej trasie.
Dlaczego wodór i dlaczego teraz?
Indian Railways w ciągu ostatniej dekady prowadziło intensywną elektryfikację torów. Jednak pełna elektryfikacja dziesiątek tysięcy kilometrów tras pozostaje kosztowna i technicznie trudna na niektórych odcinkach. Oddalone linie boczne, górzysty teren i sekcje o niskim natężeniu ruchu często nie uzasadniają kosztów kapitałowych związanych z budową i utrzymaniem sieci trakcyjnej.
Pociągi wodorowe wypełniają tę lukę. Posiadają własne źródło energii, co oznacza, że nie potrzebują sieci napowietrznych. Mogą poruszać się po niezelektryfikowanych trasach, oferując jednocześnie wydajność i brak lokalnej emisji charakterystyczny dla elektrycznych jednostek trakcyjnych (EMU). Dla Indii termin ten zbiega się również z National Green Hydrogen Mission, która ma na celu budowę krajowych zdolności produkcyjnych i obniżenie kosztów zielonego wodoru. Jeśli kraj będzie w stanie produkować przystępny cenowo zielony wodór na dużą skalę, pociągi na ogniwa paliwowe staną się znacznie bardziej przekonującą alternatywą dla flot dieslowskich, które wciąż obsługują setki tras drugorzędnych.
Co zauważą pasażerowie
Z perspektywy podróżnego pierwszą różnicą będzie prawdopodobnie cisza. Jednostki z ogniwami paliwowymi pracują niemal bezgłośnie w porównaniu do huku i łomotu silników diesla. Na peronach nie będzie czuć spalin. Przyspieszenie jest zazwyczaj płynne, ponieważ silniki trakcyjne dostarczają moment obrotowy w sposób równomierny.
Niemniej jednak pasażerowie nie zobaczą złożoności ukrytej pod podłogą i dachem: wysokociśnieniowych zbiorników na wodór, buforów bateryjnych do obsługi szczytowego zapotrzebowania na moc, systemów zarządzania energią oraz wyłączników bezpieczeństwa. Załogi będą wymagały specjalistycznego przeszkolenia. Wodór jest wysoce łatwopalny, a choć systemy magazynowania i dostarczania są zaprojektowane zgodnie z rygorystycznymi normami, bazy kolejowe będą potrzebowały nowych protokołów dotyczących tankowania, wykrywania wycieków i reagowania w sytuacjach awaryjnych.
Trudniejsze problemy wciąż przed nami
Uruchomienie jednego pociągu to osiągnięcie. Skalowanie technologii jest trudniejsze. Produkcja zielonego wodoru w Indiach jest wciąż w powijakach. Większość wodoru produkowanego obecnie na świecie pochodzi z gazu ziemnego w procesie, który emituje dwutlenek węgla. Dopóki łańcuch dostaw wodoru nie zostanie oczyszczony, korzyść środowiskowa samego pociągu będzie jedynie częściowa.
Koszt to kolejna rzeczywistość. Tabor wodorowy oparty na ogniwach paliwowych jest obecnie droższy w zakupie niż konwencjonalne zespoły trakcyjne spalinowe. Paliwo, mierzone w jednostce użytecznej energii, jest również droższe niż pobieranie prądu bezpośrednio z sieci trakcyjnej. Oznacza to, że pociągi wodorowe raczej nie zastąpią zatłoczonych linii głównych, które są już zelektryfikowane lub planuje się ich elektryfikację. Ich praktycznym miejscem eksploatacji będą prawdopodobnie niezelektryfikowane trasy regionalne, obszary podmiejskie, a być może także linie zabytkowe, gdzie rozbudowa sieci trakcyjnej jest fizycznie lub finansowo nieopłacalna.
Infrastruktura tankowania musi zostać zbudowana od zera. W przeciwieństwie do diesla, który można transportować w cysternach i przechowywać przy użyciu sprawdzonych systemów logistycznych, wodór wymaga przechowywania pod ciśnieniem lub w warunkach kriogenicznych oraz dedykowanych systemów dozujących w depotach kolejowych. Każdy z tych elementów musi zostać sprawdzony pod kątem bezpieczeństwa i niezawodności w indyjskich warunkach pogodowych i rutynach operacyjnych.
Sygnał dla ekosystemu
Start 17 lipca nie zmieni Indian Railways z dnia na dzień. Jedna trasa w stanie Haryana nie zrównoważy emisji sieci, która przewozi ponad osiem miliardów pasażerów rocznie. Jednak to uroczyste rozpoczęcie wymusza podjęcie kluczowych rozmów. Informuje producentów taboru, że Indie są otwarte na kontrakty na ogniwa paliwowe. Informuje dostawców energii, że pojawi się przewidywalny odbiór zielonego wodoru, jeśli będą w stanie dostarczać go po przystępnej cenie. I mówi inżynierom kolejowym, aby zaczęli budować kompetencje w zakresie utrzymania taboru już teraz, gdy flota jest jeszcze mała, zamiast próbować nadrabiać zaległości później.
Inne kraje wprowadziły już pociągi wodorowe w fazę pilotażową lub ograniczoną służbę komercyjną, a wejście Indii w tę dziedzinę oznacza, że mogą one badać, co sprawdziło się gdzie indziej, jednocześnie dostosowując sprzęt do lokalnych rozstawów szyn, nacisków osi i warunków klimatycznych. Prawdziwy test zacznie się po inauguracyjnym przejeździe, kiedy pociąg będzie musiał radzić sobie w letnim upale, wilgoci monsunowej i narastającym brudzie codziennej eksploatacji, bez wyrozumiałości towarzyszącej blaskowi wydarzenia inauguracyjnego.
Najważniejszy wniosek
Pierwszy indyjski pociąg wodorowy to prawdziwy kamień milowy, ale najlepiej rozumieć go jako laboratorium na kołach. Trasa między Jind a Sonipat jest krótka, a technologia wciąż jest droga. Jednak wprowadzając pociąg na ogniwa paliwowe do regularnej eksploatacji, Indian Railways zobowiązuje się do udzielenia odpowiedzi na trudne pytania na własnych warunkach: Czy czysty wodór może być produkowany wystarczająco tanio? Czy załogi będą w stanie niezawodnie serwisować ten sprzęt? I czy system uzasadni koszty na korytarzach, gdzie obecnie jedyną opcją jest diesel?
Jeśli dane z Haryana okażą się pozytywne, trakcja wodorowa mogłaby powoli rozprzestrzenić się na inne niezelektryfikowane linie boczne, dając Indiom praktyczną, zeroemisyjną alternatywę tam, gdzie sieć trakcyjna nigdy nie dotrze. Taki wynik sprawiłby, że 17 lipca byłby nie tylko datą uruchomienia, ale punktem wyjścia dla powolnej, niezbędnej zmiany w sposobie przemieszczania się miliarda ludzi.
Dołącz do społeczności edukacyjnej GyaanSetu: https://t.me/GyaanSetuBharat
Źródło: India TV News