Miesiąc: październik 2020

W regionie Ren-Men powstaje infrastruktura wodorowa, która będzie zaopatrywała w wodór pociągi Coradia iLint, największy napędzany ogniwami paliwowymi tabor pasażerski na świecie.

Druga na świecie stacja tego typu powstanie w parku przemysłowym Industriepark Höchst. Planowo rozpocznie obsługę pociągów w grudniu 2022 roku. Uroczysty start prac z udziałem sekretarza stanu przy Ministerstwie Gospodarki, Energii, Transportu i Mieszkalnictwa w Hesji, Jensa Deutschendorfa, miał miejsce 26 października 2020 roku. Innowacyjna instalacja ma stanąć w Niemczech już za kilka miesięcy. Wartość inwestycji wnosi 500 mln euro.

Bezemisyjne pociągi z ogniwami paliwowymi zastąpią obecnie eksploatowane pojazdy z silnikiem Diesela, co pozwoli zrezygnować z wykorzystania elektrycznych linii napowietrznych. Linie regionalne Rhein-Main-Verkehrsverbundes (RMV) planują zakup aż 27 pociągów, dzięki czemu staną się właścicielem największego taboru napędzanego wodorem na świecie.

Pociągi na wodór, bateryjne czy może diesel z przekładnią elektryczną? Wzrost kosztów elektryfikacji, nowe technologie i ograniczenia dotyczące emisji spalin to czynniki, które powodują zwiększone zainteresowanie innymi niż czysto spalinowe czy elektryczne pojazdami szynowymi. Jak wyglądają perspektywy ich rozwoju?

Rozwój zespołów trakcyjnych na alternatywne paliwa w ostatnich latach mocno przyspieszył. Wynika to m.in. z faktu, że elektryfikacja wszystkich linii kolejowych nie jest ekonomicznie uzasadniona, a tradycyjne spalinowe pociągi, podobnie jak to ma miejsce z silnikami spalinowymi w transporcie drogowym, generują zbyt wysokie poziomy gazów cieplarnianych. Warto podkreślić, że nie ma jednego uniwersalnego sposobu na zmiany w tym obszarze, a kluczowe pozostają uwarunkowania na poszczególnych rynkach. Tempo zmian nie będzie jednolite, a rynek w Europie zostanie mocno zróżnicowany.

W Niemczech planuje się elektryfikację linii na poziomie 70% z obecnego poziomu 52%. Z kolei Wielka Brytania za cel obrała sobie wymianę całej spalinowej floty na napędzaną paliwami alternatywnymi do 2040 r. W Norwegii i Danii ma dojść do zastąpienia pojazdów spalinowych bateryjnymi, a w Czechach nadal jest duży popyt na tradycyjne pojazdy spalinowe typu DMU – w ciągu 8 lat ma być zamówionych nawet do 210 szt. Jak zatem, widać mechaniczne DMU mają jeszcze przed sobą perspektywy, ale liczba użytkowanych pojazdów kolejowych z alternatywnymi napędami będzie się systematycznie zwiększać. Wśród nich znajdziemy pociągi na wodór, bateryjne oraz z silnikiem Diesla i przekładnią elektryczną oraz z możliwością zasilania z sieci trakcyjnej, jak również jednostki spalinowej.

W pojazdach typu DEMU (diesel z przekładnią elektryczną) silnik Diesla napędza generator prądu lub alternator wytwarzający energię elektryczną. Wygenerowany w ten sposób prąd jest następnie wykorzystany do zasilenia elektrycznych silników trakcyjnych zawieszonych na wózkach. Układ przenoszenia mocy jest zatem identyczny jak w przypadku elektrycznych zespółów trakcyjnych (EZT). Różnica polega na źródle zasilania – wewnętrznym, czyli znajdującym się w samym pojeździe w przypadku DEMU lub zewnętrznym z sieci trakcyjnej dla EMU.

DEMU i EMU w jednym, czyli EDMU

Niektóre pociągi są konstruowane w sposób identyczny jak elektryczny zespół trakcyjny EMU, który może być zasilany zarówno prądem z pantografu, jak i olejem napędowym. Są to pojazdy elektro-dieslowskie EDMU, czyli z napędem hybrydowym (elektryczno-spalinowym). Z polskich producentów takie pociągi oferuje NEWAG, a wśród zagranicznych firm można wymienić HITACH Rail Italy oraz Vivarail. Od tych producentów do tej pory złożono 18 zamówień w Polsce oraz 135 we Włoszech, z czego 43 są w produkcji. W Wielkiej Brytanii 2 tego typu pojazdy od Vivarail użytkuje obecnie West Midlands Trains. Są to zmodernizowane pojazdy typu Class 150 z nowym systemem zasilania elektrycznego z sieci oraz silnikiem spalinowym w członie napędowym.

Jak wynika z unijnej Białej Księgi Transportu w skali całej Unii Europejskiej (wliczając w to Wielką Brytanię) w 2017 r. w tylko nieco ponad połowa (54%) linii kolejowych było zelektryfikowanych, co oznacza, że ponad 90 tys. km linii wymaga rozwiązań spalinowych lub alternatywnych. Teoretycznie pojazdy z napędem hybrydowym mogą wypełnić tę lukę, gdyż mogą operować zarówno na trasach zelekryfikowanych, jak i poza nimi. Dotychczasowe analizy LCC pokazują jednak, że ich opłacalność ekonomiczna hybryd nie jest atrakcyjna, stąd też wiodący producenci taboru jak Siemens czy Alstom nie są zainteresowani rozwojem tego typu pojazdów. Na przeszkodzie do ich upowszechnienie można wymienić wysoką cenę zakupu, mniejszą moc w porównaniu do analogicznego pojazdu przeznaczonego do obsługi jednego typu linii oraz większą masa wynikającą z konieczności zawarcia dwóch systemów napędowych w takim samym pudle.

Pojazdy bateryjne i wodorowe

W Niemczech na podstawie wnikliwej analizy do obsługi linii niezelektryfikowanych (w 2030 r. mają stanowić 30% całej sieci połączeń) podjęto decyzję o wyborze 2 typów napędu do ich obsługi. W przypadku dłuższych odcinków bez trakcji będą to pociągi z ogniwami paliwowymi na wodór (HEMU) o zasięgu minimum 800 km. Zakłada się, że tego typu pojazdy będą tankowane raz dziennie, a wodór do ich zasilania ma pochodzić z elektrolizy przy wykorzystaniu OZE, czyli bez emisji CO2. Plan ten został wpisany do narodowej strategii wodorowej Niemiec do 2030 r. Na odcinkach bez trakcji do 50 km Niemcy zakładają wykorzystanie pojazdów elektryczno-bateryjnych (BEMU), które będą ładowane z trakcji na stacjach końcowych.

Eksploatację próbną BEMU od 2019 r. prowadzi DB na liczącej 40 km trasie w Badenii-Wirtembergii. 2 pojazdy Bombardier Talent 3 potrzebują zaledwie 10 minut, aby doładować baterie z sieci. W 2022 r. dostawy 55 szt. pojazdów BEMU z opcją na kolejne 50 w Niemczech rozpocznie Stadler. W zaawansowanej fazie rozwoju są modele Siemens Mireo Plus B (z technologią wózków Jacobsa) i Desiro ML (na wózkach standardowych).

Pojazdy typu HEMU rozwija zarówno Alstom, jak i Siemens. Od 2018 r. w fazie testowej są 2 pojazdy Alstom iLint, a do 2022 r. w regionie Dolnej Saksonii ma pojawić się dodatkowe 14 szt. W tym samym roku rozpoczną się dostawy 27 szt. dla RMV, a kolejne 10 chce kupić bawarski BEG. Pojazdy kolejowe Siemensa na wodór są w fazie rozwoju i mają być opracowane 2 wariantach na 120 oraz 160 miejsc. Jak zapewnia niemiecki producent pociąg Mireo Plus H ma być poddany testom jeszcze w 2021 roku w ramach projektu badawczego z udziałem kanadyjskiego dostawcy ogniw paliwowych Ballard Power. Również na przyszły rok debiut własnego prototypu lokomotywy zapowiada Pesa, która chce pokazać nowy pojazd na targach Innotrans w kwietniu 2021 r. To wspólny projekt największego polskiego producenta taboru oraz PKN Orlen planującego rozpoczęcie produkcji czystego paliwa wodorowego m.in. do lokomotyw w przyszłym roku.

Alternatywnie czy spalinowo?

W ostatnich 2 latach nieco ponad 5% zamawianych pojazdów w Europie stanowiły pojazdy typu DEMU, EDMU, BEMU oraz HEMU. Pojazdy czysto spalinowe mają jeszcze przed sobą wieloletnią perspektywę, chociaż ze względu na coraz ostrzejsze normy ich udział będzie się kurczył. Producenci muszą obecnie stosować silniki spalinowe nowej generacji Stage V, które także znacząco redukują emisję. Część krajów będzie stosowało rozwiązania pomostowe, np. pojazdy z napędem hybrydowym, ale już w Niemczech czy Wielkiej Brytanii transport kolejowy ma jasno wyznaczony cel zeroemisyjności, co oznacza docelową wymianę taboru na BEMU i/lub HEMU. W dłuższej perspektywie oznacza to koniec ery pociągów z silnikami spalinowymi. Nawet w Czechach, gdzie w najbliższym czasie będą zamawiać głównie „tradycyjne” pojazdy typu DMU, docelowo ma zwiększyć się popyt na pojazdy elektryczno-bateryjne lub wodorowe.

Polska jako znaczący producent wodoru w Europie ma szansę skorzystać z tego trendu i rozwijać własne rozwiązania technologiczne oraz przemysłowe z możliwością ich wdrożenia oraz eksportu wodoru do innych krajów, np. Niemiec.

Autor: Andrzej Waszczuk

Tekst oryginalnie ukazał się na portalu Rynek Kolejowy.

Spółka ZEPAK, producent energii należący do grupy Zbigniewa Solorza kupił od norweskiej firmy Nel stacje tankowania wodorem samochodów osobowych oraz autobusów. Pierwsze stacje wodorowe tego typu mają powstać w 2021. ZEPAK zakupił instalację wodorową od światowego lidera tej branży.

Właściciel firmy Zbigniew Solorz uważa, że zielony wodór to szansa na dekarbonizację wielu dziedzin polskiej gospodarki. Zakup i instalacja stacji tankowania mają być kolejnymi krokami w realizacji zielonej strategii oraz elementem budowanego przez ZEPAK łańcucha gospodarki wodorowej.

W ramach prowadzonej przez ZEPAK transformacji już w 2021 roku zostanie uruchomiona w gminie Brudzew największa w Polsce farma fotowoltaiczna o mocy 70 MWp, a w Koninie rozpocznie pracę elektrolizer do produkcji zielonego, czyli zeroemisyjnego wodoru.

Zastosowanie w projekcie zielonego wodoru w przyszłości daje możliwość całkowitej eliminacji szkodliwych substancji emitowanych przez transport.

Polska firma Autosan pracuje nad pierwszym pojazdem napędzanym paliwem przyszłości. Pierwszy prototyp hybrydowy tego typ ma być zaprezentowany jeszcze w tym roku.

Autobusy zasilane wodorowymi ogniwami paliwowymi mają szansę znacząco zmienić krajobraz polskich miast. Pojazdy nie emitują żadnych zanieczyszczeń i zapewniają duży komfort jazdy dzięki cichej pracy elektrycznego silnika.

Autosan zamierza testować do napędu tych autobusów wodór wytworzony przez Grupę Lotos. Współpraca zakłada wymianę doświadczeń oraz wyników badań nad najnowszymi technologiami wodorowymi, co z kolei pozytywnie wpłynie na ochronę środowiska naturalnego oraz poprawi szeroko rozumiane bezpieczeństwo.

Nad hubami wodorowymi dla pojazdów transportu miejskiego pracuje również inna polska spółka PKN Orlen. Pierwsze 3 tego typu stacje mają zostać oddane do użytku w 2021 roku we Włocławku, Płocku oraz Trzebini. Każdy z hubów będzie miał zasoby potrzebne do naładowania od 1200 do 1500 autobusów.

Podczas Ogólnopolskiego Szczytu Gospodarczego Ireneusz Zyska, Sekretarz Stanu w Ministerstwie Klimatu i Pełnomocnik Rządu ds. Odnawialnych Źródeł Energii, zapowiedział istotne wydarzenie w kontekście rozwoju technologii wodorowych w Polsce. Zgodnie z ze złożoną przez niego zapowiedzią, wyczekiwana przez branżę energetyczną strategia wodorowa powinna ujrzeć światło dzienne już na przełomie października i listopada. Po konsultacjach dokument ma zacząć obowiązywać już w pierwszym kwartale 2021 r.

Strategia ma dać impuls do przestawienia produkcji spółek z sektora energetycznego w kierunku zielonego wodoru. Do jego produkcji wykorzystuje się energię pochodzącą z OZE i docelowo tylko taki wodór będzie wspierany w polityce klimatycznej Unii Europejskiej. Najpierw jednak kraje członkowskie, w tym Polska, powinny uregulować kwestie związane z produkcją i obrotem wodorem. By przyspieszyć proces rozwoju technologii wodorowej, rząd już w sierpniu br. powołał pełnomocnika ds. Gospodarki wodorowej, co pozwali szybko uruchomić nowe projekty na bazie współpracy pomiędzy spółkami skarbu państwa, jak również skoordynować współpracę między firmami a ośrodkami naukowymi.

– Plan inwestycji wodorowych będzie załącznikiem do strategii wodorowej. Ogłoszenie strategii wodorowej będzie miało miejsce na przełomie października i listopada, tak, aby w pierwszym kwartale 2021 roku weszła by w życie. Ciekawe jest również zastosowanie wodoru w ciepłownictwie w perspektywie końca obecnej dekady. Chcemy powołać instytut naukowy, który opracowywałby polskie technologie wodorowe i szybko wdrażał je w życie – zapowiedział Ireneusz Zyska.

Zdaniem ministra, technologia wodorowa powinna być rozwijana w oparciu o posiadane źródła i technologie. W kolejnym kroku powinna zostać podjęta zmiana metody produkcji na bezemisyjną. Dojście do zielonego wodoru wymaga najpierw rozwoju rynku, w tym sieci dystrybucyjnej oraz stacji tankowania. W trakcie wdrażania technologii wodorowej nabierzemy ponadto niezbędnego doświadczenia i kompetencji, bez których nie można mówić o upowszechnieniu się wodoru jako paliwa.

– Powinniśmy wykorzystać to, co już mamy, czyli wodór szary i niebieski. Po opracowaniu technologii liczymy, że zostaniemy liderem produkcji zielonego wodoru – uzupełnił Ireneusz Zyska.