Amikor az Egyesült Királyság kormánya visszavonta a Walesben, a Midlands-en és Anglia északi részén áthaladó vasútvonalak villamosítási terveit, és megszakította a Nagy Nyugati vasúthálózat elektrifikációját, idő előtt befejezte a vasúti beruházási programot, amelyet az ország egyik legnagyobb viktoriánus korszakának tekintenek. Most azonban a kormány és a vasúti gyártók abban reménykednek, hogy a hidrogén alternatíva lehet a brit vasutak villamosítására.
Hidrogénvonatok
A hidrogénvonatok már piszkosabb dízelmotorokat cseréltek Németországban, és egyes vasúttársaságok szerint az Egyesült Királyság 2022-ig követi ezt a példát. Az új technológiák bevezetéséhez továbbra is beruházásokra van szükség. Fontos lépés lehet azonban a vasút szénlábnyomának csökkentése felé.
Jelenleg az Egyesült Királyság vasúti hálózatának csak egyharmada van villamosítva, és az elmúlt években néhány további vágányt átalakítottak. Amint a kormány leállítja a hálózat elektromos áramlását, egy dilemmával kell szembenéznie: Hogyan lehetne megszüntetni a széndioxidot és más káros szennyező anyagokat előállító dízelvonatokat?
A jelenlegi stratégia olyan bimodális vonatok vásárlása, amelyek átválthatnak dízelolajra, amikor áram nélkül szállnak el az útból. De ez önmagában nem oldja meg a problémát.
Ha a hálózat többi részének villamosítása túl drágának tűnik, akkor az egyik lehetséges alternatíva az, hogy villamos energiát állítanak elő a vonaton. Ennek egyik módja az, hogy tüzelőanyag-cellákat használnak, amelyek a hidrogéngázt és a levegő oxigént kombinálják villamos és víz előállításához. A hidrogén több energiát képes szállítani, mint az azonos súlyú akkumulátorok, ami azt jelenti, hogy az üzemanyagcellás rendszerek könnyebbek lehetnek. Ezen felül kevesebb időt vesz igénybe az üzemanyag-feltöltés, mint az akkumulátorok feltöltésekor, és nem járnak ugyanolyan magas környezeti költségekkel, mint a gyártás.
A hidrogén gázt tartályokban kell sűríteni, amelyek általában a vonat tetőjén helyezkednek el. Ha viszont hozzáad egy regeneratív fékrendszert egy extra kis akkumulátor töltéséhez, akkor csökken a vonat hidrogénmennyisége.
Promóciós videó:
A felsővezetékek beszerelésének magas költsége azt jelenti, hogy a hidrogénvonat valószínűleg gazdaságosabb módszer a vasútvonalak villamosítására, amelyek viszonylag kevés a forgalom. Érdemes azt is kísérletezni hidrogénvonattal, hogy észrevegye a váratlan problémákat. A széles körű alkalmazás azonban jelentős beruházásokat igényel a hidrogén előállításában és tárolásában. Mivel nagyon kevés vasút épült hidrogénnel, nem egyértelmű, hogy pénzt spórolhatnak meg a nagyvonalak villamosításának kiküszöbölésével, vajon méretmegtakarítás működik-e.
Jobb megoldás lehet a hibrid, kettős üzemű vonatok fejlesztése, amelyek válthatnak a felső vezetékek és az üzemanyagcellák közötti villamos energia között. Ez jobban megfelel a hidakon és alagutakon áthaladó vasúti hálózatoknak.
A hidrogénüzemű cellák másik problémája az, hogy az üzemanyagot metánból (földgáz) előállítják metángőz-reformálásnak nevezett eljárás alkalmazásával, amely szintén nagy hozammal rendelkezik nagyon mérgező szén-monoxiddal. Átalakítható szén-dioxiddá, de akkor a hidrogén üzemanyag továbbra is hozzájárul az üvegházhatású gázok kibocsátásához.
Tiszta hidrogén
A hidrogén környezetbarát előállításának módja az elektrolízis, amikor egy elektromos áram áthalad a vízen. Elméletileg felesleges szélenergia (és esetleg napenergia) felhasználásával előállíthatja azt a villamos energiát, és a hidrogént megújuló energiaforrássá teheti. A probléma az, hogy az elektrolízisüzemek valószínűleg nem lesznek gazdaságosak, ha a nap nagy részét nem üzemeltetik. Ez azt jelentené, hogy ha nincs túlzott szél a hatalom táplálására, rendszeres villamos energiára lesz szükségük a hálózatból, ami nagyon drága (és nem feltétlenül megújítható).
A második alternatíva egy "hőkémiai" előállítási módszer alkalmazása, amely magában foglalja a víz kölcsönhatását kén és jóddal hő jelenlétében. A jó hír az, hogy ez a módszer a következő tíz évben gazdaságossá válik, a IV. Generációs atomerőművek fejlesztésének köszönhetően. Ezeket a magas hőmérsékletű kis moduláris reaktorokat Kínában, az USA-ban, Kanadában és Japánban fejlesztették, de az Egyesült Királyságban és Európában nem.
A hidrogén közlekedési üzemanyagként való felhasználásának minden korlátozása ellenére, mivel egyre több ország (különösen Japán) folytat további kutatásokat a hidrogéngazdaság területén, ennek költsége csökkenni fog. A hidrogén akár a földgázt is felválthatja a fő gázvezetékekben, ami szintén hozzájárul a szállításhoz szükséges költségek csökkentéséhez.
Ilya Khel