Chinezii au lansat prima locomotivă cargo cu propulsie pe bază de hidrogen, cu parametri de consum curioşi

Deşi maşinile electrice cunosc o creştere a vânzărilor excepţională în China, însoţită de o dezvoltare galopantă a tehnologiilor, în ultimul an chinezii au făcut un salt imens şi în tehnologia hidrogenului, în special în domeniul camioanelor şi altor vehicule mari. Atât de mare e acest salt, încât de curând preşedintele Toyota, Akio Toyoda, a declarat că e îngrijorat că Japonia îşi va pierde poziţia de lider în aceste tehnologii şi că anume chinezii vor mişca lucrurile din loc la o anvergură pe care alte ţări n-au avut curajul să o facă. Ei bine, acum chinezii au lansat şi prima locomotivă cargo cu propulsie pe bază de hidrogen, iar parametrii de consum ai acesteia sunt curioşi, mai ales dacă e să o comparăm cu locomotivele similare pur electrice şi diesel.

Foto: Camioane pe hidrogen în China

Noua locomotivă cu hidrogen din China şi-a început programul de testare la staţia feroviară Meijin din oraşul Liupanshui, provincia Guizhou din China. Ea va efectua iniţial operaţiune de manevre ocale în apropierea gării, după care va fi extinsă şi la teste de distanţă lungă, pentru a-i fi validată tehnologia în viaţa reală.

Locomotiva are un sistem de propulsie baza pe hidrogen şi instalaţie cu celule electrochimice, sau pile de combustie. Această instalaţie produce electricitate pentru electromotoarele care pun în mişcare locomotiva, existând şi o mică baterie de tampon pentru oscilaţiile de sarcină.

Chinezii nu anunţă numărul de electromotoare, dar locomotive are 4 axe, prin urmare ar fi logic să existe 4 electromotoare, câte unul pe fiecare punte.

Nu e anunţată nici puterea locomotivei, însă chinezii spun că ea poate tracta până la 4.500 tone după ea. Judecând după o medie de greutate a unui vagon încărcat de 80 tone, această locomotivă poate tracta o garnitură ce ar conţine circa 55-57 vagoane, cu o reducere a acestui număr în cazul rulării pe căi ferate cu declivitate mai mare.

Capacitatea de a tracta 4.500 tone o plasează printre cele mai performante locomotive din lume, mai ales dacă vorbim de o locomotivă compactă de 4 axe. Deci chinezii au creat-o pentru a o putea folosi din plin pe trenurile lor cargo.

Chinezii mai spun că un rezervor plin e hidrogen poate stoca 60 kg, iar această cantitate îi este suficientă pentru 140-150 km de autonomie. Nu e o cifră de autonomie, foarte mare, dar aceşti parametri de consum ne permit compararea ei cu locomotivele electrice, cel puţin din datele pe care le avem de la chinezi acum.

Foto: Schema construcţiei unei locomotive cu hidrogen

Cifra de 60 kg per 140-150 km înseamnă un consum de circa 40-43 kg/100 km, ceea ce e foarte puţin dacă ne gândim că un singur camion Nikola cu hidrogen consuma 8-9 kg/100 km pentru a transporta 40 tone masă totală şi circa 22 tone de sarcină utilă. Chinezii nu menţionează explicit dacă acest consum e valabil pentru locomotiva care tractează la capacitatea sa maximă, da la camioane acesta e standardul anunţat de obicei.

Cei 40-43 kg de hidrogen la 100 km pot fi exprimaţi în cantitatea de electricitate necesară producţiei acestui hidrogen prin energie regenerabilă. Luăm drept reper cele mai eficiente instalaţii industriale din lume, produse de Siemens, care consumă 52,5 kWh pentru producţia a 1 kg de hidrogen. Respectiv 40-43 kg înseamnă 2.100-2.257 kWh de electricitate consumată în producţia hidrogenului necesar pentru 100 km.

O locomotivă electrică cargo performantă, produsă de Siemens, spre exemplu, care-şi ia electricitatea prin fir, consumă între 4 şi 6 Wh per tonă-km. La 4.500 tone, asta înseamnă între 18 şi 27 kWh/km, iar la 100 km, asta înseamnă între 1.800 şi 2.700 kWh de electricitate consumată.

Aceste cifre aproape că ne-ar face să credem că locomotiva chinezească cu hidrogen ar fi mai eficientă în consum decât cea pur electrică, ceea ce e fizic imposibil, întrucât cea cu pile de combustie foloseşte tot electromotoare pentru propulsie. Poate exista un beneficiu de eficienţă prin baterie şi regenerare, dar cel mai probabil cifra indicată de chinezi e una pentru o încărcare nominală specifică, nu cea maximă.

Totuşi, pentru comparaţie, o locomotivă diesel electrică ce ar tracta 4.500 tone ar consuma între 1.350 litri şi 2.000 litri pentru 100 km, iar emisiile de CO2 ar fi între 3,6 tone şi 5,4 tone per 100 km. Şi anume aici vine adevărata comparaţie preţioasă, pentru că locomotiva pe hidrogen are mult mai mult sens în folosire acolo unde nu există linii electrificate de căi ferate. Astfel, în loc să se consume până la 2.000 litri de motorină la 100 km, extraşi din sol şi prelucraţi, se pot produce 2,1 -2,2 MWh de electricitate din surse regenerabile, transformaţi în hidrogen, iar acest tren va îndeplini aceeaşi misiune fără combustibil fosil şi fără a emite câte 3,6-5,4 tone de CO2 la fiecare sută de kilometri.

Desigur, hidrogenul are pierderi energetice mari în etapele lui de producţie şi transformare ulterioară în electricitate. Dar toate acestei pierderi încep a fi justificate când se ajunge la o transformare aproape completă a sistemului energetic spre energie regenerabilă, şi când apar perioade mari de exces de energie, car poate fi folosit util astfel.