Новый китайский поезд со скоростью 100 миль в час работает на водороде и суперкапсулах

Электромобили сейчас очень в моде, поскольку мир пытается сократить выбросы и перейти к более устойчивому будущему. Однако этим транспортным средствам и так требуются огромные батареи. Для более тяжелых условий эксплуатации, таких как грузовики и поезда, аккумуляторы просто не помогут.

Обычно решение электрификации железных дорог состоит в том, чтобы просто протянуть несколько проводов и положить конец. Однако Китай пробует альтернативное решение в виде поезда на водороде, полного суперконденсаторов.

CRRC — китайская государственная компания, занимающаяся производством подвижного состава. Он находится в авангарде железнодорожных проектов в стране и вложил значительные средства в традиционные высокоскоростные железные дороги и даже технологии магнитной подвески. Этот последний проект с водородным двигателем не создан для скорости: заявленная максимальная скорость составляет всего 160 км/ч, а запас хода на полном баке — 600 км. Возможно, это не так быстро по современным железнодорожным стандартам, но этого достаточно, чтобы сделать его самым быстрым водородным поездом в мире. Он также оснащен собственной технологией для автоматической работы без водителя или экипажа. Поезд работает в четырехвагонном составе и несет пассажирскую нагрузку.

Поезд использует топливные элементы для производства электроэнергии из водородного топлива. Топливные элементы обычно считаются источником энергии с нейтральным уровнем выбросов, поскольку их единственным продуктом является вода. Конечно, получение чистого водорода по-прежнему может быть затруднительным, но сами по себе топливные элементы непосредственно не вносят вредных выбросов в атмосферу.

Примечательно, что в поезде водородные топливные элементы сочетаются с блоком суперконденсаторов. Топливные элементы сами по себе не очень хорошо справляются с высокими мгновенными потребностями в мощности. Очевидно, можно было бы построить конструкцию с более крупным блоком топливных элементов для удовлетворения пиковых потребностей в мощности, но это было бы дорого и неэффективно.

Вместо этого суперконденсаторы используются в качестве источника питания для покрытия любых скачков энергопотребления. Суперконденсаторы могут медленно заряжаться с помощью топливных элементов, а затем обеспечивать высокую мощность, когда она больше всего необходима. Другое преимущество добавления суперконденсаторов заключается в том, что они могут хранить энергию, полученную при рекуперативном торможении. Это может быть особенно полезно, когда поезд движется по длинному склону. Эту гравитационную потенциальную энергию можно уловить и сохранить в виде электрической энергии для дальнейшего использования.

Усилия CRRC можно сравнить с другими зарубежными железнодорожными проектами, работающими на водороде. Немецкие железные дороги уже эксплуатируют парк из 14 поездов Alstom, работающих на водородном топливе. Пассажирские поезда Alstom Coradia iLint прошли предварительные испытания еще в 2018 году и с тех пор поступили на массовую государственную службу. У них меньшая максимальная скорость — всего 140 км/ч, хотя этого более чем достаточно для обычных скоростей движения 80–120 км/ч на железнодорожной сети EVB. Немецкие поезда действительно имеют большую дальность полета: 64 бортовых водородных бака способны продвинуть поезд на расстояние до 1000 км. Одной заправки водородных баков хватает на полный день работы по типовым маршрутам. Новые поезда заменили парк из 15 дизельных агрегатов, что, как сообщается, позволило сэкономить 1,6 миллиона литров дизельного топлива и 4400 тонн выбросов CO2 в год. Alstom планирует в будущем поставлять больше комплектов водородных поездов в другие города Германии, а также во Францию ​​и Италию.

Исследования и разработки также продолжаются в сфере грузовых перевозок. Австралийский проект изучает, могут ли грузовые поезда в отдаленных районах добычи полезных ископаемых работать на водороде вместо дизельного топлива. Эти длинные маршруты не электрифицированы и в настоящее время курсируют обычными дизельными локомотивами. Для грузовых поездов, как правило, требуются гораздо более мощные локомотивы, поэтому задача несколько сложнее, чем создание пассажирского поезда на водороде. Однако, если этот тяжелый транспорт сможет работать на водороде, появятся огромные возможности для радикального сокращения выбросов.

Водородные топливные элементы могут показаться любопытным выбором для поездов. Тратить ресурсы на производство водорода только для того, чтобы превратить его обратно в электричество, очевидно, менее эффективно, чем просто снабжать поезда электричеством напрямую. Многие воздушные и третьи рельсовые электрические железные дороги по всему миру указывают на то, что эта технология решена.