Войти
Дебют водородного пассажирского поезда Alstom Coradia iLint на выставке InnoTrans 2016 Hydrail - это общий (без заглавной буквы) прилагательное, описывающее все виды рельсовых транспортных средств, больших и малых, которые используют бортовое водородное топливо в качестве источника энергии для питания тяговых двигателей или вспомогательного оборудования, либо того и другого. Транспортные средства Hydrail используют химическую энергию водорода для приведения в движение, либо сжигая водород в водородном двигателе внутреннего сгорания, либо реагируя водородом с кислородом в топливном элементе для запуска электродвигателей. Широкое использование водорода в качестве топлива для железнодорожного транспорта является основным элементом предлагаемой водородной экономики. Этот термин широко используется учеными-исследователями и техническими специалистами по всему миру.
Транспортные средства Hydrail обычно представляют собой гибридные транспортные средства с возобновляемыми источниками энергии, такими как батареи или суперконденсаторы, для рекуперативного торможения, повышения эффективности и уменьшения количества необходимого накопления водорода. Потенциальные области применения гидравлики включают все виды железнодорожного транспорта : пригородный транспорт ; пассажирский рельс ; грузовой рельс ; легкорельсовый транспорт ; скоростной железнодорожный транспорт ; шахтные железные дороги ; промышленные железнодорожные системы; трамваи ; и специальные поездки на поезде в парки и музеи.
Термин «гидравл» впервые был упомянут 22 августа 2003 г. на приглашенной презентации в Центре транспортных систем Volpe Министерства транспорта США в Кембридже, Массачусетс. Там Стэн Томпсон, бывший футуролог и специалист по стратегическому планированию в американской телекоммуникационной компании ATamp;T, выступил с презентацией, озаглавленной «Инициатива Mooresville Hydrail». Однако, по словам авторов Стэна Томпсона и Джима Боумана, этот термин впервые появился в печати 17 февраля 2004 года в Международном журнале водородной энергии в качестве целевого слова поисковой системы, которое позволит ученым и техническим специалистам всего мира, работающим в области водородных железных дорог, получить больше информации. легко публиковать и находить все работы, созданные в рамках дисциплины.
С 2005 года проводятся ежегодные международные конференции Hydrail. Конференция, организованная Аппалачским государственным университетом и Торговой палатой Южного Иределла в Мурсвилле совместно с университетами и другими организациями, призвана собрать вместе ученых, инженеров, бизнес-лидеров, промышленных экспертов и операторов, работающих или использующих эту технологию по всему миру. чтобы ускорить внедрение технологии по причинам, связанным с окружающей средой, климатом, энергетической безопасностью и экономическим развитием. Среди докладчиков на этих конференциях были национальные и государственные / провинциальные агентства из США, Австрии, Канады, Китая, Дании, ЕС, Германии, Франции, Италии, Японии, Кореи, России, Турции, Великобритании и ООН (UNIDO -ШЕТ). В первые годы на этих конференциях преобладали научные круги; тем не менее, к 2013 году, как сообщается, на нем присутствовало все большее количество предприятий и промышленных предприятий.
В течение 2010-х годов и топливные элементы, и оборудование для производства водорода использовались несколькими транспортными операторами в разных странах, таких как Китай, Германия, Япония, Тайвань, Великобритания и США. Многие из тех же технологий, которые могут быть применены к гидравлическим транспортным средствам, могут быть применены и к другим видам транспорта, таким как дорожные транспортные средства.
Водород - распространенный элемент, который легко найти, поскольку каждая молекула воды имеет два атома водорода на каждый присутствующий атом кислорода. Водород можно отделить от воды несколькими способами, включая паровой риформинг (обычно с использованием ископаемого топлива ) и электролиз (который требует большого количества электроэнергии и используется реже). После выделения водород может служить в качестве топлива. Было предложено, чтобы водород для заправки гидравлических транспортных средств мог производиться на индивидуальных ремонтных базах, требующих только постоянного снабжения электроэнергией и водой; затем его можно перекачивать в резервуары под давлением на транспортном средстве.
Разработка более легких и более эффективных топливных элементов повысила жизнеспособность транспортных средств, работающих на водороде. По данным канадской компании Hydrogenics, в 2001 году ее топливный элемент мощностью 25 кВт весил 290 кг и имел КПД от 38 до 45 процентов; однако к 2017 году они производили более мощные и компактные топливные элементы весом 72 кг и с КПД от 48 до 55 процентов, что примерно в пять раз увеличивает удельную мощность. По словам инженера-железнодорожника, использование водородной тяги в некоторых типах поездов, таких как грузовые локомотивы или высокоскоростные поезда, менее привлекательно и более проблематично, чем в приложениях с меньшей мощностью, таких как маневровые локомотивы и составные агрегаты. В публикации также отмечается, что давление с целью сокращения выбросов в железнодорожной отрасли, вероятно, сыграет роль в стимулировании спроса на использование гидравлической жидкости.
Ключевой технологией типичной водородной двигательной установки является топливный элемент. Это устройство преобразует химическую энергию, содержащуюся в водороде, для выработки электричества, а также воды и тепла. По существу, топливный элемент будет работать способом, который по существу обратен процессу электролиза, используемому для создания топлива; потребление чистого водорода для производства электричества, а не потребление электроэнергии для производства водорода, хотя и с некоторым уровнем потерь энергии при обмене. Сообщается, что эффективность преобразования электроэнергии в водород и обратно составляет чуть менее 30 процентов, что примерно аналогично современным дизельным двигателям, но меньше, чем у традиционной электрической тяги с использованием воздушных цепных проводов. Электроэнергия, произведенная бортовым топливным элементом, будет подаваться в двигатель, чтобы привести поезд в движение. Затраты на электрификацию воздушных проводов составляют около 2 млн евро / км, поэтому электрификация не является экономически эффективным решением для маршрутов с низкой проходимостью, и альтернативой могут быть аккумуляторные и гидравлические решения.
Железнодорожное промышленное издание «Железнодорожный инженер» предположило, что растущее распространение ветровой энергии привело к тому, что некоторые страны имеют излишки электроэнергии в ночное время, и что эта тенденция может предложить средства недорогой и высокодоступной энергии, с помощью которых можно было бы удобно использовать водород. производится электролизом. Таким образом, считается, что производство водорода с использованием Внераб электричество из стран электрических сетей должны, вероятно, будет одним из наиболее экономичных методов, доступных. По состоянию на январь 2017 года водород, производимый электролизом, обычно стоит примерно столько же, сколько природный газ, и почти вдвое дороже дизельного топлива; однако, в отличие от любого из этих ископаемых видов топлива, водородные двигатели не производят выбросов транспортных средств. В отчете Европейской комиссии за 2018 год говорится, что если водород производится паровой конверсией метана, выбросы гидравлической жидкости на 45% ниже, чем у дизельных поездов.
По данным Rail Engineer и Alstom, ветряная электростанция мощностью 10 МВт способна производить 2,5 тонны водорода в день; Достаточно, чтобы обеспечить движение парка из 14 поездов iLint на расстояние 600 км в день. Сообщается, что по состоянию на январь 2017 года производство водорода во всем мире увеличивалось в количестве и доступности, что повысило его привлекательность в качестве топлива. Необходимость создания мощной распределительной сети для водорода, которая, в свою очередь, требует значительных инвестиций, вероятно, сыграет роль в сдерживании роста гидравлики, по крайней мере, в краткосрочной перспективе.
Компания Railway Technology отметила, что железнодорожная отрасль исторически медленно внедряла новые технологии и была относительно консервативной в своих взглядах; тем не менее, успешное крупномасштабное внедрение этой технологии одним из первых ее пользователей может иметь решающее значение для преодоления отрицательного отношения и традиционализма. Кроме того, переход от дизельного двигателя к гидравлическому двигателю может иметь значительные преимущества. Согласно результатам исследования, проведенного консорциумом Hitachi Rail Europe, Университета Бирмингема и Fuel Cell Systems Ltd, гидравлические транспортные средства в виде дизельных многоблочных агрегатов с повторным приводом могут обеспечить значительное снижение энергопотребления; как сообщается, их модель показала экономию до 52 процентов на линии Норидж - Шерингем по сравнению с обычным тяговым усилием.
Hydrolley термин для трамвая или трамвая (троллейбуса) питается от hydrail технологии. Термин (для гидро поколения Тро lley) был придуман на четвертой Международной конференции Hydrail, Валенсия, Испания, в 2008 году в научно-упростив поисковой системы целевого слова. Бортовая водородная энергия устраняет необходимость в использовании подвесных тележек и электрификации путей, что значительно снижает стоимость строительства, снижает визуальное загрязнение и устраняет расходы на техническое обслуживание электрификации путей. Термин «гидроллейбус» предпочтительнее «гидравлического легкорельсового транспорта» или других комбинаций, которые могут обозначать внешнюю электрификацию.
Водород горючий в широком диапазоне (4—74%) смесей с воздухом и взрывоопасен в 18—59%.
В сентябре 2018 года первый в мире коммерческий пассажирский поезд, работающий на водороде, начал курсировать в Нижней Саксонии, Германия. В поезде, разработанном Alstom, используется водородный топливный элемент, который не выделяет углекислый газ.
