Wodorowe pociągi już są na torach, ogniwa paliwowe trafią też na statki

Perspektywicznym paliwem ma być wodór. Już teraz napędza miejskie autobusy, a wkrótce znajdzie komercyjne zastosowanie w kolejnych rodzajach środków transportu, zarówno pasażerskiego, jak i towarowego.

W ubiegłym tygodniu po ulicach Konina zaczął kursować pierwszy w Polsce autobus wodorowy wykorzystywany w komunikacji miejskiej. To Solaris Urbino 12 Hydrogen, który wkrótce ma pojawić się w kolejnych polskich miastach. Wnioski samorządów o dotacje z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej obejmują już ponad 100 autobusów napędzanych ogniwami paliwowymi, a rządowa strategia wodorowa zakłada eksploatację do 250 takich pojazdów przed 2025 r. Mogą okazać się bardziej perspektywiczne niż elektrobusy zasilane z baterii litowo-jonowych: mają większe zasięgi, nie wymagają rozbudowanej sieci ładowarek, przy tym tankowanie wodoru jest znacznie krótsze od ładowania baterii.

Jeśli wodór jako źródło napędu wykorzystywane w miejskiej komunikacji autobusowej w Polsce to już bliska perspektywa, na zastosowanie tego paliwa w innych rodzajach transportu musimy dłużej poczekać. Tymczasem za granicą technologie wodorowe rozwijane są znacznie szybciej. Przykładem jest kolej: napędzane wodorem pociągi już wjechały na tory w Niemczech i w Austrii.

Osiągi jak w dieslach

Pierwszy na świecie pasażerski pociąg wodorowy – Coradia iLint – został wyposażony w ogniwa paliwowe do przetwarzania wodoru w energię elektryczną. Jest cichy, porusza się płynniej niż jednostki spalinowe, emituje tylko parę wodną. Został zaprojektowany i zbudowany w niemieckich zakładach Alstom w Salzgitter, a pudła wagonów są produkowane w należącej do koncernu fabryce w Chorzowie. Konstrukcja bazująca na pociągu spalinowym rodziny Coradia Lint umożliwia eksploatację z osiągami dorównującymi jednostkom spalinowym: taką samą prędkość maksymalną wynoszącą 140 km/h oraz porównywalne przyspieszenie i skuteczność hamowania. Podobnie jak pojemność pasażerską do 300 pasażerów i zasięg do 1000 km na jednym tankowaniu.

Czytaj więcej

Gaz

Rząd szykuje się na ciężką zimę. Rozważa odejście od obliga giełdowego w gazie

Rząd planuje ograniczenie roli obliga giełdowego w przypadku gazu ziemnego oraz wydłużenie okresu obowiązywania taryf ochronnych do końca 2027 r. Ministerstwo klimatu i środowiska argumentuje to potrzebą zwiększenia bezpieczeństwa gazowego. Zmiany mają wejść w życie jeszcze przed tegorocznym okresem grzewczym, który rozpoczyna się w październiku.

Wodorowy pociąg Alstomu wjechał na tory z pasażerami już w 2018 r., gdy dwie poprzedzające produkcję seryjną jednostki zaczęły kursować w Dolnej Saksonii w Niemczech. Po półtorarocznej eksploatacji Alstom dostał zielone światło na dostawę 14 pociągów, począwszy od 2022 r. Z kolei w grudniu 2020 r. Coradia iLint po testach na trasach w rejonie Dolnej Austrii, w Wiedniu i Styrii został zatwierdzony do regularnej obsługi pasażerskiej Austriackich Kolei Federalnych. Natomiast we wrześniu ubiegłego roku zaprezentowano go we Francji na torach Centre d'Essais Ferroviaires na północy kraju. Pokazywany był także na torach testowych w Żmigrodzie w Polsce.

Wodorowe pociągi są opracowywane również przez innych producentów. Niemiecki przewoźnik Niederbarnimer Eisenbahn, który obsługuje regionalne połączenia na liniach niezelektryfikowanych w regionie metropolitalnym Berlin-Brandenburgia, zamówił w firmie Siemens Mobility siedem dwuwagonowych pociągów Mireo Plus H zasilanych ogniwami paliwowymi. Zostaną dostarczone jesienią 2024 r. Będą kursować od grudnia 2024 r. na linii Heidekrautbahn biegnącej przez północny Berlin i dalej przez Basdorf oraz powiaty Oberhavel i Barnim. Szacuje się, że przestawienie tej trasy na transport wodorowy pozwoli zmniejszyć roczną emisję dwutlenku węgla o około 3 mln kg i zaoszczędzić 1,1 mln litrów oleju napędowego.

Mireo Plus H jest pociągiem wodorowym nowej generacji wyposażonym w zasilany wodorem układ trakcyjny o mocy 1,7 MW, zapewniający prędkość maksymalną 160 km/h. Można go zatankować w ciągu zaledwie 15 minut. W dwuwagonowych pociągach zaprojektowano komfortowe, przestronne wnętrza. Pasażerowie mogą korzystać z bezpłatnego Wi-Fi, dynamicznego wyświetlania informacji w czasie rzeczywistym, wydzielonej strefy rodzinnej oraz wielofunkcyjnej przestrzeni na wózki dziecięce, inwalidzkie oraz rowery.

Wykorzystanie wodorowych pociągów na linii Heidekrautbahn jest częścią wspólnego projektu pilotażowego finansowanego przez rząd federalny oraz kraje związkowe Berlin i Brandenburgia. Projekt mający utworzyć regionalną infrastrukturę wodorową obejmuje także elektrownię hybrydową i system zbiorników. Składy mają być napędzane wyłącznie energią ekologiczną, czyli regenerowaną i produkowaną w regionie.

Nowość Toyoty

Półtora roku temu do prac nad wodorowym pociągiem przystąpiła Toyota wspólnie z Hitachi oraz Japan Railway Company. Będzie on zasilany bateriami oraz ogniwami paliwowymi. Hybrydowy pociąg składa się z dwóch wagonów, w których podwoziach umieszczono elementy układu napędowego. Źródłem energii jest wodór magazynowany w wysokociśnieniowych zbiornikach opracowanych przez Toyotę. Stamtąd trafia do zestawu ogniw paliwowych, gdzie wskutek reakcji z tlenem z powietrza wytwarza się prąd oraz para wodna. Energia elektryczna płynie bezpośrednio do silników, ale również do baterii, które magazynują także energię odzyskiwaną podczas hamowania.

Ogniwa paliwowe znalazły zastosowanie również w ciężkim transporcie drogowym. Jesienią 2020 r. koreański koncern motoryzacyjny Hyundai rozpoczął dostawy 50 samochodów ciężarowych zasilanych wodorem do odbiorców w Szwajcarii. Ciężarówka XCIENT zasilana przez ogniwa wodorowe o mocy 189 kW może na jednym ładowaniu przejechać ok. 400 km. To pierwszy na świecie produkowany masowo samochód ciężarowy z ogniwami paliwowymi. Do 2025 r. Szwajcarzy zakontraktowali odbiór 1500 takich pojazdów. Kolejnymi kierunkami wodorowej ekspansji Hyundai mają być rynki Ameryki Północnej oraz Chiny.

Koreański koncern chce upowszechniać wykorzystanie wodoru nie tylko w motoryzacji. Już teraz dostarcza ogniwa paliwowe do firm z innych gałęzi gospodarki. Pomaga także w tworzeniu infrastruktury. Przykładem jest podpisana na początku lipca umowa dotycząca wsparcia budowy ekosystemu mobilności wodorowej w Czechach. Czechy przyspieszają przejście na mobilność przyjazną dla środowiska, ponieważ przemysł motoryzacyjny jest kluczową branżą czeskiej gospodarki. W rządowych planach jest wprowadzenie na rynek do 2030 r. aż 50 tys. pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi.

Protokół ustaleń, zakładający wsparcie dostaw i rozwoju systemów ogniw paliwowych, wymianę informacji na temat przemysłu wodorowego, tworzenie infrastruktury dystrybucji i stacji ładowania wodoru oraz rozwijanie i prezentowanie technologii produkcji wodoru, Hyundai podpisał z podmiotami publicznymi i prywatnymi zarówno z Czech, jak i z Korei. Do przedsięwzięcia dołączyło czeskie stowarzyszenie wodorowe Hydrogen Technology Platform, koreański publiczno-prywatny organ doradczy ds. wodoru H2KOREA oraz inne firmy z Korei i Czech, w tym Hyundai Glovis Co., Grupa Zebra, Orlen Unipetrol z Czech oraz Spolchemie. Uczestnicy porozumienia ustalili przeprowadzenie wspólnych studiów wykonalności dla rozwoju technologii i projektów pokazowych do produkcji wodoru z wykorzystaniem niskoemisyjnych źródeł energii. Hyundai Glovis będzie wspierał logistykę, w tym dystrybucję pomiędzy dostawcami wodoru i stacjami tankowania oraz transport części do pojazdów użytkowych i sprzętu montażowego.

Koreańczycy już pracują nad opracowaniem i komercjalizacją systemów wodorowych ogniw paliwowych także do napędzania statków. Rok temu Hyundai Motor Company podpisał porozumienia z Hyundai Global Service – południowokoreańskim producentem specjalizującym się w elektrycznych układach napędowych statków oraz Korean Register.

Zielono na morzu

Wspólny projekt ma na celu wprowadzenie na rynek zielonych statków, począwszy od małego modelu w drugiej połowie 2022 r. W okresie średnio- i długoterminowym trzej partnerzy skoncentrują się na opracowaniu i wprowadzeniu systemów napędowych dla jednostek wielkogabarytowych. Hyundai Motor dostarczy systemy ogniw paliwowych i zapewni wsparcie techniczne. Zadaniem Hyundai Global Service będzie produkcja i sprzedaż systemów napędowych opartych o ogniwa paliwowe, natomiast Korean Register będzie odpowiedzialne za homologację, którą muszą spełnić wszystkie statki napędzane ogniwami paliwowymi o różnych rozmiarach.

Wodorową jednostkę mają już Amerykanie. W stoczni All American Marine w Bellingham w stanie Waszyngton już powstał ponad 20-metrowy 75-osobowy prom pasażerski Sea Change napędzany ogniwami paliwowymi. Ma być pierwszym na świecie komercyjnym statkiem z takim rodzajem napędu. Będzie obsługiwał przystanki w kalifornijskim Bay Area, w rejonie zatoki San Francisco.

Tymczasem od kilku lat rejs dookoła świata realizuje Energy Observer – eksperymentalny katamaran wyposażony w ogniwa paliwowe z Toyoty Mirai. Jacht zatrzymuje się w znanych na całym świecie miastach, by nawiązywać kontakty z pionierami i innowatorami, którzy pracują nad rozwojem zrównoważonych, ekologicznych rozwiązań. Firma EODev zaprezentowała niedawno swój nowy produkt – Energy Observer 2. Jest to wielozadaniowy statek towarowy zasilany ciekłym wodorem, oferujący duże możliwości transportowe i znaczną autonomię. Jego bezemisyjny napęd wykorzystuje generator EODev RexH2 z ogniwami paliwowymi Toyoty.