Waziri Mkuu wa India, Narendra Modi, amezindua treni ya abiria ya mabehewa 10 yenye viti 2,600 inayotumia seli ya mafuta ya hidrojeni (hydrogen-fuel-cell) kwenye njia ya Jind-Sonipat huko Haryana. Ni seti ya treni kubwa zaidi duniani inayotumia hidrojeni kuanza kuhudumia. Uzinduzi huu ni muhimu kwa sababu unaunganisha chombo cha reli chenye uwezo mkubwa na kituo kamili cha uzalishaji na ujazaji wa hidrojeni, ukionyesha njia inayowezekana ya kuacha matumizi ya dizeli na umeme wa nyaya za juu kwa reli za India.

Kwa nini treni hii ni tofauti

Treni nyingi za hidrojeni kwingineko huendesha mabehewa mawili hadi manne tu kwenye njia fupi za kikanda. Toleo la India linaongeza mabehewa minane ya abiria na magari mawili ya nguvu ya hidrojeni (DPCs). Kila DPC ina seli ya mafuta ya proton exchange membrane (PEM) yenye uwezo wa 1,200 kW (takriban 1,600 hp) na pakiti ya betri ya lithium-iron-phosphate (LFP) inayosaidia utoaji wa nguvu kwa uthabiti. Katika umbali wa kilomita 89 kati ya Jind Junction na Sonipat, treni hiyo mwanzoni itaendesha kwa kasi ya hadi 75 km h⁻¹, ingawa usanifu wake unaruhusu kasi ya 110 km h⁻¹.

Kemia inayoiendesha treni

Seli ya mafuta ya PEM huchanganya hidrojeni yenye shinikizo kubwa na oksijeni kutoka kwenye hewa. Mmenyuko huo—hidrojeni + oksijeni → umeme + mvuke wa maji—hutoa joto na mvuke wa maji pekee, hivyo kuondoa moshi na uzalishaji wa kaboni moja kwa moja. Umeme huo huendesha mota za kuvuta (traction motors) zinazozungusha magurudumu. Kwa sababu mfumo huu hautegemei nyaya za nje za juu, unaweza kufanya kazi kwenye njia ambazo hazina mifumo ya umeme.

Kujenga mfumo kamili wa hidrojeni

Uzinduzi wa treni hii umeunganishwa na kituo cha hidrojeni kilichojengwa mahususi huko Jind. Kituo hicho hutengeneza hidrojeni kwa njia ya elektrolisi (electrolysis), kikigawanya maji kuwa hidrojeni na oksijeni kwa kutumia umeme. Huhifadhi takriban kilo 3,000 za hidrojeni kwenye shinikizo la bar 500 na kuijazia treni kwa bar 350 kupitia vituo viwili huru vya ujazaji, hali inayoruhusu magari yote mawili ya nguvu kujazwa kwa wakati mmoja na kufanya muda wa kurejea kuwa mfupi. Kituo hicho kimepata idhini kutoka kwa Shirika la Usalama wa Mafuta na Vilipuzi (PESO).

Kinga za usalama

Hidrojeni inaweza kuwaka kwa urahisi sana, hivyo Reli za India zimepitisha mbinu ya "ulinzi wa kina" (defence in depth). Treni na kituo cha Jind vina vitambuzi vya uvujaji, vitambuzi vya mwali, vitambuzi vya joto na mfumo wa uingizaji hewa unaoendelea unaosambaza gesi yoyote inayovuja. Tathmini huru ya usalama iliyofanywa na TÜV SÜD ya Ujerumani ilithibitisha uzingatiaji wa ISO 19880 (vituo vya ujazaji wa hidrojeni) na NFPA-2 (usalama wa hidrojeni). Ikitokea uvujaji, mfumo unajizuia na kuzima upatikanaji wa hidrojeni kiotomatiki bila kuingiliwa na binadamu.

Changamoto na fursa zilizopo

  • Athari kwa mazingira – Kwa kuondoa dizeli na kupunguza utegemezi wa umeme wa gridi, treni hii inapunguza uzalishaji wa CO₂ moja kwa moja kwenye njia hiyo. Ikiwa mfumo huu utapanuka, unaweza kupunguza athari za kaboni za sekta ya reli nchini kote.
  • Mabadiliko ya miundombinu – Kujenga maeneo ya uzalishaji, uhifadhi na ujazaji wa hidrojeni kunahitaji uwekezaji wa mtaji na uratibu na kampuni za umeme. Mafanikio yanaweza kuchochea vituo kama hivi kwenye njia nyingine ambazo hazina umeme.
  • Hesabu za kiuchumi – Uzalishaji wa hidrojeni kwa njia ya elektrolisi bado unagharimu zaidi kuliko nishati za kawaida katika masoko mengi. Uendelevu wa muda mrefu wa mradi huu utategemea gharama nafuu za umeme, upanuzi wa teknolojia ya elektroliza, au msaada wa kisera kama vile ruzuku au bei ya kaboni.
  • Mipaka ya uendeshaji – Kasi ya awali ya 75 km h⁻¹ ni ndogo ikilinganishwa na huduma za haraka za dizeli au umeme. Ikiwa abiria wataiona huduma hii kuwa ya polepole, mahitaji yanaweza kuwa chini kuliko uwezo wa treni.

Upande mwingine wa habari

Wakosoaji wanabainisha kuwa msongamano mdogo wa nishati wa hidrojeni kwa ujazo unalazimu matumizi ya matangi mazito ya uhifadhi, jambo linaloongeza uzito na kupunguza uwezo wa kubeba mizigo. Wasiwasi wa usalama bado upo licha ya kinga mbalimbali; tukio kubwa linaweza kukwamisha upokeaji wa umma. Mtandao wa sasa wa vituo vya ujazaji wa hidrojeni ni mdogo sana, hivyo kuifunga treni hiyo kwenye njia moja hadi vituo vingine vitakapojengwa. Mpaka gharama za hidrojeni inayozalishwa kwa njia ya umeme itakaposhuka, uchumi unaweza kubaki kutofaa ikilinganishwa na upanuzi wa nguvu ya umeme.

Nini cha kufuatilia baadaye

  • Upanuzi nje ya Haryana – Indian Railways imedokeza kupanua dhana hiyo kwenye njia nyingine ambazo hazina umeme, lakini ratiba bado haijajulikana.
  • Mielekeo ya bei ya haidrojeni – Mabadiliko katika bei ya umeme wa nishati mbadala au motisha za serikali yataathiri moja kwa moja gharama za uendeshaji wa huduma hiyo.
  • Takwimu za utendaji – Takwimu halisi za uaminifu, matumizi ya nishati kwa kila kilomita ya abiria na mahitaji ya matengenezo yataamua ikiwa teknolojia hiyo inaweza kushindana na mbadala wa dizeli au umeme.
  • Mabadiliko ya kanuni – Marekebisho ya viwango vya usalama au vyeti vipya yanaweza kurahisisha njia kwa vituo zaidi vya haidrojeni au kuongeza gharama za kuzingatia kanuni.

Hitimisho

Treni ya India yenye viti 2,600 inayotumia seli ya haidrojeni inathibitisha kuwa chombo cha reli chenye uwezo mkubwa na uzalishaji mdogo wa hewa chafu kinaweza kuendeshwa sambamba na mnyororo maalum wa ugavi wa haidrojeni. Ikiwa mfano huu utakuwa mwongozo kwa mtandao wa kitaifa wa kijani zaidi utategemea mtazamo wa usalama, mwelekeo wa gharama na uwezo wa kuiga miundombinu hiyo kwa kiwango kikubwa.