Keď vláda Spojeného kráľovstva zrušila svoje plány na elektrifikáciu železničných tratí prechádzajúcich cez Wales, Midlands a na severe Anglicka a prerušila elektrifikáciu železničnej siete Great Western, predčasne ukončila investičný program pre železničnú dopravu, považovaný za jeden z najväčších v krajine od viktoriánskej éry. Vláda a výrobcovia vlakov teraz dúfajú, že vodík by mohol byť alternatívou k elektrifikácii britských železníc.
Vodíkové vlaky
Vodíkové vlaky už nahradili špinavejšie dieselové motory v Nemecku a niektoré železničné spoločnosti sa domnievajú, že Spojené kráľovstvo ich bude nasledovať do roku 2022. Investície sú stále potrebné na zavedenie nových technológií. Môžu však byť dôležitým krokom k zníženiu uhlíkovej stopy železníc.
V súčasnosti je elektrifikovaná iba tretina britskej železničnej siete a za posledných niekoľko rokov bolo prekonvertovaných iba niekoľko ďalších tratí. Keď vláda prestane elektrifikovať sieť, musí čeliť dileme: Ako odstrániť dieselové vlaky, ktoré produkujú oxid uhličitý a iné škodlivé znečisťujúce látky?
Súčasnou stratégiou je nákup bimodálnych vlakov, ktoré môžu prejsť na naftu, keď sa dostanú z cesty bez elektriny. To však problém ako taký nerieši.
Ak sa zdá, že elektrifikácia zvyšku siete je príliš drahá, jednou z možných alternatív by bola výroba elektrickej energie vo vlaku. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je použiť palivové články, ktoré kombinujú plynný vodík a kyslík zo vzduchu, na výrobu elektriny a vody. Vodík môže niesť viac energie ako batérie rovnakej hmotnosti, čo znamená, že systémy palivových článkov môžu byť ľahšie. Nabíjanie navyše trvá menej času ako nabíjanie batérií a výroba nemá rovnaké vysoké environmentálne náklady.
Vodíkový plyn musí byť stlačený v nádržiach, ktoré sa zvyčajne nachádzajú na streche vlaku. Pridaním regeneratívneho brzdového systému na nabitie extra malej batérie sa však zníži množstvo vodíka potrebné na pohon vlaku.
Propagačné video:
Vysoké náklady na inštaláciu nadzemných vedení znamenajú, že vodíkové vlaky budú pravdepodobne ekonomickejším spôsobom elektrifikácie železničných tratí s relatívne nízkou premávkou. Taktiež má zmysel experimentovať s vodíkovými vlakmi, aby sa zistili akékoľvek neočakávané problémy. Rozšírené použitie si však bude vyžadovať značné investície do výroby a skladovania vodíka. Keďže na vodíku bolo vybudovaných len veľmi málo železníc, nie je jasné, či môžu ušetriť peniaze odstránením elektrifikácie veľkých vedení, či bude fungovať úspora z rozsahu.
Lepším riešením môže byť aj vývoj hybridných duálnych vlakov, ktoré môžu prepínať medzi elektrinou z nadzemných vodičov a palivových článkov. Toto je vhodnejšie pre železničné siete, ktoré vedú cez mosty a tunely.
Ďalším problémom vodíkových palivových článkov je to, že palivo sa teraz vyrába z metánu (zemného plynu) pomocou procesu nazývaného parné reformovanie metánu, ktorý tiež produkuje vysoké výťažky vysoko toxického oxidu uhoľnatého. Môže sa premieňať na oxid uhličitý, ale potom vodíkové palivo bude naďalej prispievať k emisiám skleníkových plynov.
Čistý vodík
Ekologicky šetrný spôsob výroby vodíka je elektrolýza, keď elektrický prúd prechádza vodou. Teoreticky by ste mohli použiť prebytočnú veternú (a možno aj slnečnú) energiu na výrobu tejto elektriny a výrobu vodíka z obnoviteľného zdroja energie. Problém je v tom, že elektrolytické zariadenia pravdepodobne nebudú hospodárne, ak nebudú bežať väčšinu dňa. To by znamenalo, že ak nebude existovať žiadny nadmerný vietor, ktorý ich bude poháňať, budú potrebovať pravidelnú elektrinu zo siete, čo spôsobí, že tento proces bude veľmi drahý (a nie nevyhnutne obnoviteľný).
Druhou alternatívou je použitie „termochemickej“výrobnej metódy, ktorá zahŕňa interakciu vody so sírou a jódom v prítomnosti tepla. Dobrou správou je, že táto metóda sa v priebehu nasledujúcich desiatich rokov stane hospodárnou vďaka rozvoju jadrových elektrární IV. Generácie. Tieto vysokoteplotné malé modulárne reaktory sa vyvíjajú v Číne, USA, Kanade a Japonsku, ale nie vo Veľkej Británii alebo v Európe.
Napriek všetkým obmedzeniam používania vodíka ako paliva na dopravu, keďže stále viac krajín (najmä Japonsko) vykonáva ďalší výskum v oblasti vodíkovej ekonomiky, jeho náklady sa znížia. Vodík môže dokonca nahradiť zemný plyn v hlavných plynových potrubiach, čo tiež pomôže znížiť náklady na jeho použitie na prepravu.
Ilja Khel