Kad Apvienotās Karalistes valdība atcēla savus plānus elektrificēt dzelzceļa līnijas, kas ved caur Velsu, Vidzemi un Anglijas ziemeļiem, un pārtrauca Lielās Rietumu dzelzceļa tīkla elektrifikāciju, tā priekšlaicīgi izbeidza dzelzceļa investīciju programmu, kas tiek uzskatīta par vienu no lielākajām valstī kopš Viktorijas laikmeta. Bet tagad valdība un vilcienu ražotāji cer, ka ūdeņradis varētu būt alternatīva Lielbritānijas dzelzceļu elektrifikācijai.
Ūdeņraža vilcieni
Ūdeņraža vilcieni jau ir aizstājuši netīrākos dīzeļdzinējus Vācijā, un daži dzelzceļa uzņēmumi uzskata, ka Lielbritānija sekos šim piemēram līdz 2022. gadam. Joprojām ir nepieciešami ieguldījumi, lai ieviestu jaunas tehnoloģijas. Bet tie var būt nozīmīgs solis ceļā uz dzelzceļa oglekļa pēdas samazināšanu.
Pašlaik tikai trešā daļa Apvienotās Karalistes dzelzceļa tīkla ir elektrificēta, un dažu pēdējo gadu laikā ir pārveidoti tikai daži sliežu ceļi. Tā kā valdība pārtrauc elektrotīklu, tā saskaras ar dilemmu: Kā novērst dīzeļvilcienus, kas rada oglekļa dioksīdu un citus kaitīgus piesārņotājus?
Pašreizējā stratēģija ir iegādāties vairākveidu vilcienus, kas var pāriet uz dīzeļdegvielu, kad viņi no ceļa no ceļa iziet bez elektrības. Bet tas neatrisina problēmu kā tādu.
Ja pārējā tīkla elektrifikācija šķiet pārāk dārga, viena no iespējamām alternatīvām būtu elektroenerģijas ražošana vilcienā. Viens veids, kā to izdarīt, ir izmantot kurināmā elementus, kas apvieno ūdeņraža gāzi un gaisa skābekli, lai ražotu elektrību un ūdeni. Ūdeņradis var pārvadāt vairāk enerģijas nekā tāda paša svara baterijas, kas nozīmē, ka kurināmā elementu sistēmas var būt vieglākas. Turklāt to uzpildīšana prasa mazāk laika nekā akumulatoru uzlādēšana, un to ražošanai nav tik augstas vides izmaksas.
Ūdeņraža gāze jāsaspiež tvertnēs, kuras parasti atrodas uz vilciena jumta. Bet, pievienojot reģeneratīvo bremzēšanas sistēmu, lai uzlādētu īpaši mazu akumulatoru, samazināsies ūdeņraža daudzums, kas vajadzīgs vilciena darbināšanai.
Reklāmas video:
Gaisvadu līniju uzstādīšanas augstās izmaksas nozīmē, ka ūdeņraža vilcieni, domājams, ir ekonomiskāks veids, kā elektrificēt dzelzceļa līnijas ar salīdzinoši nelielu satiksmi. Ir arī jēga eksperimentēt ar ūdeņraža vilcieniem, lai pamanītu negaidītas problēmas. Tomēr plašai izmantošanai būs nepieciešami ievērojami ieguldījumi ūdeņraža ražošanā un glabāšanā. Tā kā ļoti maz dzelzceļu ir būvēti no ūdeņraža, nav skaidrs, vai tie var ietaupīt naudu, novēršot lielu līniju elektrifikāciju, vai darbosies apjomradīta ekonomika.
Labāks risinājums var būt arī hibrīdu divvirzienu vilcienu izstrāde, kas var pārslēgties starp elektrību no gaisvadu vadiem un degvielas elementiem. Tas ir labāk piemērots dzelzceļa tīkliem, kas ved caur tiltiem un tuneļiem.
Vēl viena problēma ar ūdeņraža kurināmā elementiem ir tā, ka degvielu tagad ražo no metāna (dabasgāzes), izmantojot procesu, ko sauc par metāna tvaika reformēšanu, kas arī rada lielu ļoti toksiska oglekļa monoksīda ražu. To var pārveidot par oglekļa dioksīdu, bet tad ūdeņraža degviela joprojām veicinās siltumnīcefekta gāzu emisijas.
Tīrs ūdeņradis
Videi draudzīgs ūdeņraža ražošanas veids ir elektrolīze, kad caur ūdeni iziet elektriskā strāva. Teorētiski jūs varētu izmantot lieko vēja (un, iespējams, saules) enerģiju, lai saražotu šo elektrību un padarītu ūdeņradi par atjaunojamu enerģijas avotu. Problēma ir tā, ka elektrolīzes stacijas, visticamāk, nebūs ekonomiskas, ja tās nedarbosies lielāko dienas daļu. Tas nozīmētu, ka tad, kad viņiem nav liekā vēja, lai patērētu enerģiju, viņiem būs nepieciešama regulāra elektroenerģija no tīkla, padarot procesu ļoti dārgu (un ne vienmēr atjaunojamu).
Otra alternatīva ir "termoķīmiskās" ražošanas metodes izmantošana, kas ietver ūdens mijiedarbību ar sēru un jodu siltuma klātbūtnē. Labā ziņa ir tā, ka šī metode nākamajos desmit gados kļūs ekonomiska, pateicoties IV paaudzes atomelektrostaciju attīstībai. Šie augstas temperatūras mazie modulārie reaktori tiek izstrādāti Ķīnā, ASV, Kanādā un Japānā, bet ne Lielbritānijā vai Eiropā.
Neskatoties uz visiem ūdeņraža kā transporta degvielas izmantošanas ierobežojumiem, jo arvien vairāk valstu (īpaši Japāna) veic turpmākus pētījumus ūdeņraža ekonomikas jomā, tā izmaksas samazināsies. Ūdeņradis var pat aizstāt dabasgāzi galvenajās gāzes caurulēs, kas arī palīdzēs samazināt izmaksas, kas saistītas ar tā izmantošanu transportēšanai.
Iļja Khel