Ko je vlada Združenega kraljestva preklicala načrte za elektrifikacijo železniških prog, ki vozijo skozi Wales, Midlands in sever Anglije, ter prekinila elektrifikacijo železniškega omrežja Great West, je predčasno končala program naložb v železniški promet, ki velja za enega največjih v državi od viktorijanske dobe. Toda zdaj vlada in proizvajalci vlakov upajo, da bi bil vodik alternativa elektrifikaciji britanskih železnic.
Vodikovi vlaki
Vodni vlaki so v Nemčiji že nadomestili bolj umazane dizelske motorje in nekatera železniška podjetja verjamejo, da bo Velika Britanija sledila temu do leta 2022. Še vedno so potrebne naložbe za uvedbo novih tehnologij. Lahko pa so pomemben korak k zmanjšanju ogljičnega odtisa železnic.
Trenutno je elektrificirana le tretjina železniškega omrežja v Veliki Britaniji, v zadnjih nekaj letih pa je bilo preoblikovanih nekaj dodatnih tirov. Ko vlada preneha elektrificirati omrežje, se sooča z dilemo: kako odstraniti dizelske vlake, ki proizvajajo ogljikov dioksid in druga škodljiva onesnaževala?
Trenutna strategija je, da kupimo bimodalne vlake, ki lahko preidejo na dizel, ko jim gre brez poti brez električne energije. Toda to ne rešuje problema kot takega.
Če se elektrifikacija električnega omrežja zdi predraga, bi bila ena možna alternativa proizvodnja električne energije na vlaku. Eden od načinov za to je uporaba gorivnih celic, ki združujejo vodikov plin s kisikom iz zraka za proizvodnjo električne energije in vode. Vodik lahko nosi več energije kot baterije iste teže, kar pomeni, da so sistemi gorivnih celic lahko lažji. Poleg tega si za polnjenje porabijo manj časa kot baterije in nimajo enakih visokih okoljskih stroškov za izdelavo.
Vodik plin mora biti stisnjen v cisternah, ki so običajno nameščene na strehi vlaka. Toda dodajanje regenerativnega zavornega sistema za polnjenje dodatne majhne baterije bo zmanjšalo količino vodika, potrebno za pogon vlaka.
Promocijski video:
Visoki stroški postavitve nadzemnih vodov pomenijo, da bodo vodikovi vlaki verjetno bolj ekonomičen način elektrifikacije železniških prog z razmeroma malo prometa. Prav tako je smiselno eksperimentirati z vodikovimi vlaki, da bi opazili nepričakovane težave. Vendar bo široka uporaba zahtevala znatne naložbe v proizvodnjo in skladiščenje vodika. Ker je zelo malo železnic zgrajenih na vodiku, ni jasno, ali lahko z odpravo elektrifikacije velikih prog prihranijo denar, ali bo ekonomija obsega uspela.
Boljša rešitev je lahko tudi razvoj hibridnih vlakov z dvema modeloma, ki lahko preklapljajo med električno energijo iz nadzemnih žic in gorivnih celic. To je bolj primerno za železniška omrežja, ki vodijo skozi mostove in predore.
Druga težava z gorivnimi celicami z vodikom je, da se gorivo zdaj proizvaja iz metana (zemeljskega plina) s postopkom, imenovanim reformiranje pare metana, ki prav tako ustvarja visoke donose visoko strupenega ogljikovega monoksida. Lahko se pretvori v ogljikov dioksid, toda vodikovo gorivo bo še vedno prispevalo k emisijam toplogrednih plinov.
Čisti vodik
Okolju prijazen način pridobivanja vodika je z elektrolizo, ko skozi vodo prehaja električni tok. Teoretično bi lahko uporabili odvečno vetrno (in morda sončno) energijo za proizvodnjo te električne energije in vodik postali obnovljivi vir energije. Težava je v tem, da elektrolizne naprave verjetno ne bodo varčne, če ne bodo obratovale večino dneva. To bi pomenilo, da ko ne bo odvečnega vetra, ki bi jih napajal, bodo potrebovali redno električno energijo iz omrežja, zaradi česar je postopek zelo drag (in ne nujno obnovljiv).
Druga alternativa je uporaba "termokemične" metode pridobivanja, ki vključuje interakcijo vode z žveplom in jodom ob prisotnosti toplote. Dobra novica je, da bo ta metoda postala zahvaljujoč razvoju jedrskih elektrarn IV generacije v naslednjih desetih letih. Te visokotemperaturne majhne modularne reaktorje razvijajo na Kitajskem, v ZDA, Kanadi in na Japonskem, ne pa v Veliki Britaniji ali Evropi.
Kljub vsem omejitvam uporabe vodika kot transportnega goriva, ker vedno več držav (zlasti Japonska) izvaja nadaljnje raziskave na področju vodikovega gospodarstva, se bodo njegovi stroški znižali. Vodik lahko celo nadomesti zemeljski plin v glavnih plinovodih, kar bo tudi pomagalo zmanjšati stroške njegove uporabe za prevoz.
Ilya Khel