Prototipul de tren hybrid FCH2Rail, care folosește un bloc de alimentare cu pile de combustie Toyota pe lângă pantograful „tradițional”, a fost testat, recent, pe o linie publică de mare altitudine din Spania.
FCH2Rail primește energie electrică de la linia de înaltă tensiune, atunci când aceasta este disponibilă. În caz contrar, acesta trece la utilizarea pilelor de combustie cu hidrogen Toyota, electrificând, astfel, practic, orice linie.
Citește și: Doi coloși auto arată că vehiculele pe hidrogen sunt o alternativă la mașinile electrice „clasice”
Trenurile hybrid, electrice și pe pile cu hidrogen, o nouă alternativă de mobilitate
Pe un traseu greu, de-a lungul liniei Zaragoza-Canfranc din Pirineii spanioli, trenul demonstrativ pe pile de combustie cu hidrogen FCH2Rail, cu un sistem de propulsie bimodal, a efectuat cu succes prima cursă-test.
Pe porțiunile electrificate, trenul a circulat în modul complet electric. Pe părțile neelectrificate, trenul a funcționat în modul hybrid, combinând energia de la pilele de combustie cu hidrogen și de la baterii.
Acest lucru se datorează blocului de alimentare hybrid cu pile de combustie, cu cele șase module Toyota Fuel Cell cu tehnologie de generația a doua.
Citește și: VIDEO Premieră mondială în Germania. Primele trenuri cu hidrogen au fost puse în circulație
Trenul a primit autorizație și va circula și pe alte linii ale rețelei spaniole - Aragon, Madrid și Galicia, în condiții climatice diferite și pe trasee dificile, potrivit constructorului Toyota.
Aceste noi teste vor duce la o evaluare mai clară a noii tehnologii de la bord.
Trenurile pe hidrogen sunt o alternativă durabilă la locomotivele diesel convenționale, utilizate, în prezent, pe multe linii.
Trenul pe hidrogen face parte din Consorțiul FCH2Rail, un proiect care a pornit la începutul anului 2021 și este programat să fie finalizat până la sfârșitul anului 2024.
Din consorțiu fac parte companiile spaniole Renfe Operadora, Adif, CAF și Centro Nacional de Hidrógeno, compania portugheză IP (Infrastructures of Portugal), DLR și STT din Germania, precum și Toyota Motor Europe (TME), care oferă sprijin pentru integrarea modulelor cu pile de combustie cu hidrogen.
Hidrogenul și sistemul de propulsie cu pile de combustie
Hidrogenul poate fi utilizat ca materie primă, combustibil sau pentru transportul și stocarea de energie și are multe aplicații posibile în industrie, transporturi, energie și construcții. Cel mai important aspect este că nu emite CO2 și nu poluează aerul atunci când este utilizat.
Problema principală a hidrogenului este modul de obținere. În prezent, mare parte a hidrogenului produs în UE este obținut printr-o varietate de procese care utilizează combustibili fosili ca materie primă, în special reformarea gazelor naturale sau gazificarea cărbunelui.
Dar producția de hidrogen poate fi decarbonizată prin scăderea rapidă a costului energiei electrice din surse regenerabile, accelerarea evoluțiilor tehnologice și adoptarea sa pe scară largă.
Citește și: BMW i Hydrogen NEXT: 374 de cai putere care scot doar apă pe țeava de eșapament
Apoi, vin problemele de stocare, transport și alimentare, din cauza presiunilor foarte mari la care trebuie să reziste instalațiile.
Pentru acestea, însă, există soluții, iar unele au fost deja rezolvate. Industria europeană, de exemplu, a acumulat o experiență semnificativă, având deja mai mult de 1.500 de kilometri de conducte de hidrogen specifice.
Iar magistralele pentru gaze actuale ar putea fi, conform specialiștilor, convertite pentru transportul hidrogenului.
Ideea pilei de combustie cu hidrogen nu este nici ea nouă. Principiul obținerii de electricitate în urma unei reacții chimice dintre hidrogen și oxigen a fost patentat de William Grove, în 1842. Prima mașină de stradă cu pilă de combustibil cu hidrogen a fost Chevrolet Electrovan, în 1966.
Avea doar două locuri, portbagajul fiind ocupar de rezervoarele de hidrogen și oxigen, o autonomie de aproape 200 de kilometri și o viteză maximă de 112 km/h, aproape cât Spring, prima Dacie electrică și cea mai accesibilă mașină electrică la ora actuală.
Primul automobil cu pilă de combustie cu hidrogen comercializat pe scară largă a fost Hyundai Tucson FCEV, în 2013.
Apoi, în 2015, a urmat Toyota Mirai, model care, acum, ajuns la a doua generație, a reușit recent să parcurgă 1.003 kilometri cu un plin de hidrogen, scoțând doar apă pe „eșapament“ pe drumurile publice din Franța. Consumul mediu a fost de 0,55 kilograme de hidrogen/100 de kilometri.
Ideea pilelor de combustie este coaptă de mulți ani și în „laboratoarele“ Honda, Mercedes, Renault, BMW sau a noului gigant auto Stellantis, format prin fuziunea Fiat Chrysler și PSA – Peugeot, Citroen și Opel.
Trei provocări principale ale utilizării hidrogenului verde
În 2021, la uzina BMW Group din Leipzig, a avut loc Summitul Central German al Hidrogenului, la care au luat parte Michael Kretschmer, premierul landului Saxonia, dr. Reiner Haseloff, premierul landului Saxonia-Anhalt și numeroși oameni de afaceri, din administrație și mediul academic.
Hans-Peter Kemser, directorul uzinei, a enumerat trei provocări principale ale utilizării hidrogenului verde: cum să asiguri aprovizionarea suficientă a uzinei, ce tehnologii există sau trebuie dezvoltate pentru a permite utilizarea hidrogenului şi cum să rămâi profitabil în ciuda costului ridicat actual al hidrogenului verde.
„Sunt convins că tehnologia hidrogenului va câştiga teren şi mă angajez să fac din Bavaria o locaţie high-tech pentru tehnologia hidrogenului.
Acesta este un mod constructiv de a răspunde dezbaterii climatice (...) Accentul se pune acum pe construirea unei infrastructuri de hidrogen la nivel naţional şi internaţional, de la producţie până la utilizare“, a declarat Hubert Aiwanger, vicepremier al Bavariei şi ministrul Afacerilor Economie, Dezvoltării Regionale şi Energiei al Bavariei.
Costurile hidrogenului verde și fosil
În prezent, nici hidrogenul din surse regenerabile, nici hidrogenul pe bază de combustibili fosili cu captură de carbon nu sunt competitive, din punctul de vedere al costurilor, cu hidrogenul bazat pe combustibili fosili.
Indiferent de costul CO2, costurile actuale estimate pentru hidrogenul bazat pe combustibili fosili se ridică la aproximativ 1,5 euro/kg pentru UE, fiind foarte dependente de prețurile gazelor naturale.
Costurile estimate pentru hidrogenul bazat pe combustibili fosili cu captură și stocare de carbon se ridică la aproximativ 2 euro/kg, iar pentru hidrogenul din surse regenerabile la 2,5-5,5 euro/kg.
Ca idee, Toyota Mirai, care a reușit recordul de 1.003 kilometri cu un plin de hidrogen, are un rezervor cu o capacitate de 5,6 kilograme de hidrogen.
Deci, plinul cu hidrogen verde ar costa 14-31 euro, ceea ce s-ar traduce printr-un cost de 1,4-3,1 euro/100 km.
Cu toate acestea, costurile pentru hidrogenul din surse regenerabile scad rapid. Costurile legate de electrolizoare au fost deja reduse cu 60 % în ultimii zece ani și se preconizează că se vor înjumătăți în 2030, față de situația
actuală.
