Cabak: Nadjeżdża kolej wodorowa

13 marca 2020, 07:30 Energetyka
PESA LINK fot. DB
PESA LINK fot. DB

Ogniwa paliwowe dysponują mocną pozycją na rynku motoryzacyjnym. Ich naturalne przewagi w postaci dużych zasięgów pojazdów i ich szybkiego tankowania plasują je jako idealne rozwiązanie dla transportu miejskiego czy ciężarówek. Ale nie tylko tam. Te same atuty przemawiają za wykorzystaniem wodoru również w kolejnictwie – pisze Mateusz Cabak, współpracownik BiznesAlert.pl.

Pierwszy pociąg zasilany ogniwami paliwowymi zaprezentowano oficjalnie podczas targów InnoTrans w Berlinie (największe targi kolejowe w Europie) w 2016 roku. Chodzi o pojazd pasażerski Coradia iLint, którego producentem jest francuski Alstom. W 2018 roku dwa pociągi tego typu rozpoczęły regularne kursy w północnych Niemczech, łącząc m.in. porty w Cuxhaven i Bremerhaven. Pojazdy, na jednym zbiorniku, są w stanie pokonać dystans tysiąca km, co jest porównywalne z zasięgiem spalinowych zespołów trakcyjnych, napędzanych dieslem. Ich prędkość sięga do 140 km/h a w wyniku konwersji wodoru na energię elektryczną wydzielana jest tylko para i woda. Zgodnie z zapowiedziami Alstom planuje dostarczyć tylko w Dolnej Saksonii kolejne 14 składów Coradii iLint do 2021 roku A zeroemisyjnymi pociągami pasażerskimi zainteresowane są już Wielka Brytania, Holandia, Dania, Norwegia, Włochy, Kanada i oczywiście Francja. Największe kroki w tym zakresie, za wyjątkiem wspomnianych Niemiec, poczyniła Wielka Brytania, która już w przyszłym roku, właśnie we współpracy z Alstomem, wprowadzi na tory pierwsze wodorowe składy. Projekt bazuje na konwersji floty elektrycznych pojazdów zbudowanych na zlecenie British Rail 30 lat temu. Wodorowa kolej ma swoich zwolenników również poza Europą. W czerwcu ub.r. East Japan Railway Company ogłosiła że we współpracy z Toyotą planuje w 2021 roku uruchomić testy pierwszego składu napędzanego wodorem, z komercyjnym wdrożeniem technologii w 2024 roku. Natomiast w listopadzie 2019 stan Kalifornia zakontraktował u szwajcarskiego Stadlera pierwszy wodorowy pociąg – Flirt H2. Nomen omen te same, ale nie wodorowe zespoły trakcyjne Szwajcarzy produkują w Siedlcach. Termin dostawy Flirt H2 wyznaczono na 2024 roku. Jeśli Stadler wywiąże się ze zobowiązań Amerykanie są skłonni zamówić kolejne 4 pociągi.

Hydrail znad Wisły

Polska, jako jeden z kluczowych producentów wodoru na świecie (ok. 1 mln ton/rok), również pracuje nad stworzeniem lokomotywy na wodór. Za projektami w tym zakresie stoją spółki skarbu państwa, takie jak Orlen, Lotos czy PKP Cargo. Koncern z płocka, na mocy listu intencyjnego zawartego ledwie trzy miesiące temu z bydgoską Pesą, będzie współuczestniczył właśnie w procesie budowy pojazdu szynowego napędzanego ogniwami paliwami. Wypracowana technologia może zostać wykorzystana zarówno w lokomotywach towarowych, jak i pasażerskich. Pesa deklaruje że do połowy tego roku przygotuje szczegółowe etapy rozwoju technologii napędu wodorowego dla pojazdów kolejowych. Rok później powinny ruszyć realizowane razem z Orlenem próby eksploatacyjne lokomotyw. Obie spółki nie widzą przeciwwskazań do wykorzystania opracowanej technologii napędu wodorowego np. w tramwajach. Warto przypomnieć, że Orlen planuje w 2021 roku rozpocząć produkcję czystego paliwa wodorowego (99,999 procent) w Trzebini, które wykorzystywane będzie do zasilania pojazdów z ogniwami paliwowymi, w tym również lokomotyw. Już dziś spółka, w ramach całej grupy kapitałowej, wytwarza blisko 45 ton wodoru na godzinę. Dla porównania Lotos w Gdańsku produkuje i odzyskuje wodór w ilości 16,5 t/h, licząc już z instalacjami uruchomionymi w ramach projektu EFRA.

Z kolei Lotos, a konkretnie jego spółki córki: Lotos Kolej i Lotos Lab, zainicjowały we wrześniu 2018 roku współpracę z Politechniką Warszawską w zakresie modernizacji dwóch lokomotyw manewrowych, które docelowo mają dysponować napędem hybrydowym. Oba pojazdy będą wyposażone w podstawowy napęd elektryczny (pochodzący z baterii litowo-jonowej). Natomiast napęd alternatywny będzie w jednej z nich spalinowy a w drugiej wodorowy. Pozwoli to dokładnie porównać parametry eksploatacyjne obu rozwiązań. Współpraca z Politechniką Warszawską dotyczy przygotowania przez uczelnię prototypów wybranych urządzeń potrzebnych do konwersji na napęd wodorowy. Prace badawcze prowadzą wydziały: fizyczny, chemiczny, elektryczny, samochodów i maszyn roboczych oraz inżynierii materiałowej. Po stronie Lotosu leży m.in. wsparcie zakupu niezbędnego sprzętu, technologii oraz licencji. Zgodnie z zapowiedziami spółki efekty prac poznamy najpóźniej w 2022 roku.

Wreszcie PKP Cargo – największy polski przewoźnik towarowy – i druga co do wielkości tego typu firma w UE. W czerwcu 2018 roku zainicjowała współpracę z JSW, której celem jest  realizacja wspólnych przedsięwzięć związanych z komercyjnym wykorzystaniem paliwa wodorowego. W listopadzie tego samego roku do partnerów dołączyła spółka H. Cegielski – FPS. Przypomnijmy że JSW jest w stanie pozyskiwać wodór z tzw. gazu koksowniczego, będącego produktem ubocznym w procesie produkcji koksu z węgla. Cztery koksownie, wchodzące w skład grupy kapitałowej JSW, produkują obecnie 1,7 mld m sześc. gazu koksowniczego rocznie. Ponad połowę tego wolumenu stanowi wodoru. Zarząd JSW szacuje, że po separacji i oczyszczeniu wodoru grupa będzie w stanie dostarczyć ilość paliwa wystarczającą do zasilenia nawet 800 autobusów przez okrągły rok. Spółka uczestniczy aktualnie w projekcie, w ramach którego w Górnośląsko-Zagłębiowskiej Metropolii ma pojawić się pierwszych 300 zeroemisyjnych autobusów o napędach elektrycznych i wodorowych.

Triumwirat wodorowy

Wracając do współpracy PKP Cargo/JSW/Cegielski to jej głównym założeniem jest produkcja lokomotyw manewrowych o napędzie wodorowym oraz późniejsze ich utrzymanie i eksploatacja. Podział ról w triumwiracie jest oczywisty. PKP Cargo dostarczy lokomotywy do testów, JSW zapewni czysty wodór a Cegielski stworzy prototyp lokomotywy wodorowej. Ten ostatni etap może zdaniem kooperantów zająć trzy lata. Oprócz ekologicznego, warto zwrócić uwagę na aspekt ekonomiczny projektu, na który szczególną uwagę wskazuje PKP Cargo.

Zgodnie z szacunkami spółki aktualne koszty zakup paliw dla lokomotyw stanowią blisko 20 procent jej wszystkich wydatków, stąd pomysł na poszukiwanie paliw alternatywnych, których ceny z roku na rok spadają wydaje się uzasadniony.