В Японии начали испытания поезда на водородном топливе
Железнодорожный оператор JR East начал испытания поезда на водородном топливе в Японии, первого такого локомотива в стране. В ходе испытания будут проверены характеристики безопасности и производительности нового поезда, а также будет проведена серия исследований, которые будут проведены на линии Нанбу, соединяющей Токио и Кавасаки.
«JR East стремится диверсифицировать свои источники энергии. Содействие использованию водорода является частью этих усилий. Мы продолжаем разработку автомобиля на топливных элементах, который использует водород в качестве источника энергии», — прокомментировал представитель JR East. 45-километровая линия Нанбу соединяет Токио с префектурой Канагава и проходит от станции Татикава до станции Кавасаки.
Гибридный привод
Сложная система топливных элементов, которая приводит в действие новый локомотив, была совместно разработана JR East и технологическими партнерами Hitachi и Toyota. Опираясь на предыдущий опыт Toyota в создании электрических дорожных транспортных средств на топливных элементах, партнеры стремились точно настроить технологию топливных элементов с протонообменной мембраной (PEM) для использования в железнодорожных перевозках.
Являясь частью предлагаемой серии FV-E991, новый локомотив будет оснащен гибридной системой, использующей в качестве источников энергии водородный топливный элемент и аккумуляторную батарею. Вместо сжигания топлива в воздухе система топливных элементов взаимодействует с водородом и кислородом в растворе электролита для выработки электроэнергии и производства воды.
«Аккумуляторная батарея главной цепи заряжается электроэнергией от устройства топливного элемента, а также захватом и преобразованием энергии в электроэнергию с помощью рекуперативного торможения», — объясняет представитель Toyota. «Система гибридного привода подает электроэнергию на тяговые двигатели как от топливного элемента, так и от аккумуляторной батареи главной цепи, управляя движением колес».
Гибридная система привода
Наряду с конструктивным и производственным опытом компании JR East и технологии Toyota PEM новый локомотив также получит преимущества от гибридной системы привода Hitachi, которая позволяет дополнять топливный элемент питанием от аккумуляторной батареи. Это позволит поезду развивать максимальную скорость 100 километров в час и проехать до 140 километров на одном баке водорода.
«В последнее время наблюдается прогресс в практическом применении технологий установки литий-ионных аккумуляторов большой емкости в подвижном составе и использовании их для тягового электроснабжения. В частности, использование аккумуляторов в подвижном составе, движущемся по неэлектрифицированным участкам пути, может сэкономить энергию, минимизировать шум и снизить требования к техническому обслуживанию по сравнению с обычными дизельными вагонами», — прокомментировал Ясухиро Нагаура, проектировщик электрических систем подвижного состава в Hitachi. «В будущем Hitachi продолжит удовлетворять широкий спектр потребностей клиентов, опираясь на опыт, накопленный в технологиях на основе аккумуляторов благодаря работе над поездами, работающими от аккумуляторов».
Способность к высокому давлению
Поезд станет первым в мире локомотивом, способным работать с водородом под высоким давлением в 70 мегапаскалей (МПа).
«Это позволяет путешествовать по железной дороге на большие расстояния, чего было трудно достичь с помощью транспортных средств на топливных элементах с давлением 35 МПа», — объясняет представитель JR East. «Конфигурация этого испытательного поезда позволяет проводить полевые испытания, направленные на коммерциализацию в будущем, и имеет спецификации, которые можно легко применить для коммерческого использования».
Большая дальность и потенциальная тяговая мощность этой системы открывают широкие возможности для использования в грузовых железнодорожных перевозках, если первоначальные испытания окажутся положительными, и, хотя коммерческие перевозки в ближайшее время не планируются, JR East ожидает, что новый локомотив в конечном итоге заменит его 440 дизельных поездов. .
Высокое ожидание
Проект был впервые согласован в 2020 году и обусловлен стремлением улучшить экологическое превосходство железных дорог и обеспечить нулевые операции.
«Существуют большие надежды на подвижной состав следующего поколения, который будет работать с использованием экологически чистой энергии, такой как водород», — заявляет Toyota. «Водород обеспечивает минимальное воздействие на окружающую среду, поскольку он не выделяет углекислого газа при использовании в качестве источника энергии и может производиться из различного сырья с использованием возобновляемых источников энергии».