The Bold and the Biokraftstoffe: Förderung der Einführung alternativer Kraftstoffe auf dem Weg zu Netto-Null
Stellen Sie sich eine Zukunft vor, in der Güterlokomotiven in Kalifornien mit erneuerbarem R100-Diesel tanken, in North Platte, NE, mit B20-Biodiesel auftanken, in Chicago, IL, auf B13 und dann in Baton Rouge, LA, auf herkömmlichem Diesel fahren, bevor sie nach Alberta, Kanada, fahren, wo sie an eine Ausschreibung angeschlossen und von einem Wasserstoff-Verbrennungsmotor (H2 ICE) angetrieben werden.
Diese „Patchwork-Treibstoff“ -Zukunft, die von lokalen Anreizen geprägt ist, könnte früher eintreten, als irgendjemand erwartet hätte, da kurzfristige Pläne zur Emissionsreduzierung, die zunehmende kommerzielle Verfügbarkeit und Rentabilität von Biokraftstoffen, kontinuierliche Innovation, Zusammenarbeit mit der Industrie und Netto-Null-Zusagen zur ökologischen Nachhaltigkeit zusammenlaufen.
Ein schrittweiser Ansatz zur Nachhaltigkeit
Dass die Trasse einer Eisenbahn je nach geografischer Lage mit unterschiedlichen Kraftstoffarten betrieben werden könnte, spiegelt eine Reihe von kurz- und langfristigen Zielen zur Emissionsreduzierung wider und ein gesundes Ökosystem für die Entwicklung und Erprobung alternativer Kraftstoffe.
Aber das Wichtigste zuerst. Die führenden Eisenbahnunternehmen Nordamerikas nehmen ökologische Nachhaltigkeit sehr ernst und haben sich jeweils verpflichtet, die Emissionen bis 2030 um 30 bis 40% zu reduzieren. Diese Ziele werden durch ein noch größeres Versprechen untermauert, nämlich bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen.
Ab 2024 bleiben sechs Jahre, um die Verpflichtungen für 2030 zu erreichen, und nur 26 Jahre, um die Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Zum Glück haben Wabtec und sein Netzwerk von Carriern der Klasse I und Anbietern alternativer Kraftstoffe einen schnellen Start hingelegt.
Drei Hebel: Strategien zur Erreichung der kurz- und langfristigen Reduktionsziele
Wabtec sieht drei Innovations- „Hebel“, die es nutzen kann, um Kunden auf ihrem Weg zur Nachhaltigkeit zu unterstützen: Kraftstoffeinsparung, CO2-Reduzierung und Netto-Null-Technologien, wobei jeder von ihnen seine Zeit und seinen Platz in der Umstellung hat.
- Lösungen zur Kraftstoffreduzierung — Für jede eingesparte Gallone Kraftstoff werden 22 Pfund CO2-Emissionen vermieden und die Kraftstoffkosten erheblich gesenkt. Es ist jedoch schwierig, zusätzliche Kraftstoffeffizienz herauszuholen. Die führende Technologie zur Kraftstoffeinsparung von Wabtec, FDL Advantage (FDLA), hat den Fluggesellschaften bereits eine Steigerung der Kraftstoffeffizienz um 5 Prozent beschert. Wabtec investiert zwar weiterhin in Verbesserungen bei den Treibstoffeinsparungen seiner Lokomotiven der Evolution-Serie, aber irgendwann wird es schwierig sein, mehr Treibstoff aus den bereits extrem effizienten Lokomotivmotoren herauszuholen.
- Lösungen zur CO2-Reduzierung — So wie Erdgas als „Brückentreibstoff“ bei der Umstellung der Gesamtwirtschaft auf 100% erneuerbare Energien angesehen wird, setzt die Eisenbahnindustrie am meisten darauf, die Emissionszusagen für 2030 einzuhalten und als Brücke für zukünftige Reduktionen zu dienen. Wabtec hat bereits B5 (5% Biodiesel) und R30 (30% erneuerbarer Diesel) in all seinen Lokomotivmotoren getestet und zugelassen, wobei die Zulassungen für B11 und R50 bis Ende 2023 geplant sind. Aufgrund der Nachfrage der Fluggesellschaften werden B20 und R100 voraussichtlich im dritten Quartal 2024 für den kommerziellen Einsatz bereit sein. Das Ergebnis einer bahnbrechenden Zusammenarbeit zwischen Wabtec und seinen Kunden (siehe mehr unten), die Verfügbarkeit von Biodiesel und erneuerbarem Diesel sowie die damit verbundenen Motormodernisierungen, um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden es den Fluggesellschaften ermöglichen, Kraftstoffarten von Region zu Region „zu kombinieren“ und gleichzeitig die Emissionen von Bohrloch bis zu Rad radikal um bis zu 60% zu reduzieren!
- Netto-Null-Lösungen — So wie Kraftstoffeffizienz die Branche nur bis zu einem gewissen Grad an Netto-Null heranführen kann, gilt dies auch für Biokraftstoffe, da sie eine geringere, aber nicht Null-Kohlenstoffintensität aufweisen. Derzeit geht man davon aus, dass Wasserstoff- und Elektrobatterien die Lösungen für den Betrieb von Güterlokomotiven ohne Netto-Null-Emissionen bieten. Und obwohl Batterien eine beliebte saubere Technologie sind, bieten sie derzeit nur etwa 10% der Reichweite (gemessen in MWh) heutiger Dieselmotoren. Das könnte sich natürlich bis 2050 aufgrund potenzieller Durchbrüche in der Batteriebranche, wie z. B. der Festkörpertechnologie, ändern, aber die Aufmerksamkeit von Industrie und Regierung richtet sich auf das Potenzial von Wasserstoff, sowohl als Kraftstoff für einen H2-Verbrennungsmotor (als Ergänzung zu Biokraftstoff-kompatiblen Motoren) als auch als eigenständige Brennstoffzelle.
Damit es Wirklichkeit wird: Feldtests
Der Innovationsmotor von Wabtec läuft auf Hochtouren, um den Einsatz alternativer Kraftstoffe zu erforschen, zu testen und zu operationalisieren. Und obwohl die Entwicklung von Kits zum Schutz älterer Motoren für den Einsatz von Biokraftstoffen eine dieser Innovationen darstellt, wird der eigentliche Fortschritt durch eine einzigartige und enge Zusammenarbeit der Fluggesellschaften mit Wabtec und die Offenheit, Ergebnisse miteinander zu teilen, vorangetrieben.
„Es wird viel unternommen, um sicherzustellen, dass Biokraftstoffe ein sicherer, zuverlässiger, langlebiger und effektiver Kraftstoff für Lokomotiven sind, und unsere Kunden vertrauen uns an, diese Ermittlungsarbeit in ihrem Namen durchzuführen“, sagte Chris Miller, Senior Director, Services Product Management, bei Wabtec. „Ein Teil dieser wichtigen Vorabarbeit wird bei Wabtec hinter den Kulissen geleistet, aber ein Großteil davon findet in umfangreichen Feldtests direkt mit unseren Kunden statt.
Feldversuche sind entscheidend, um zu bestimmen, wie sich Biokraftstoffe in realen Betriebsumgebungen verhalten und wie sie sich auf Lokomotivkomponenten auswirken. Verursacht Biodiesel Undichtigkeiten oder Korrosion am Motor? Was passiert mit der Motorleistung in großen Höhen, hohen Umgebungstemperaturen oder bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt? Werden sich die Wartungsintervalle ändern?
Dies sind einige Fragen, die in den umfangreichen Feldtests von Wabtec mit der Industrie beantwortet werden.
Wenn Sie Chris Miller fragen, wo Wabtec im Bereich Biokraftstoffe am meisten innoviert, deutet er tatsächlich nicht auf ein „Produkt“ hin, sondern auf einen in der Branche einzigartigen „Ansatz“.
„Die wichtigste Innovation dabei ist die Art und Weise, wie Wabtec mit seinen Kunden, Partnern und Kraftstoffanbietern zusammenarbeitet, um gemeinsam zu lernen und zu wachsen“, sagt Miller.
Dieser Ansatz wird durch die oben genannten Feldtests und eine wegweisende technische Konferenz, die Miller 2022 ins Leben gerufen hat, die Alternative Energy Conference, verkörpert. Diese technische Veranstaltung bringt Kunden aus der ganzen Welt, führende Anbieter alternativer Kraftstoffe und Wabtec-Experten zusammen. Das Treffen, das bereits zum zweiten Mal stattfindet, bietet einen sicheren Ort, um Informationen, einschließlich der Ergebnisse der Feldtests, auszutauschen und voneinander zu lernen, um die Dekarbonisierung der Branche voranzutreiben.
„Unsere Carrier-Partner verdienen hier den Großteil der Anerkennung“, bietet Miller an. „Sie haben erkannt, dass das Problem des Klimawandels und der Erreichung der Dekarbonisierung am besten und vielleicht nur durch Zusammenarbeit gelöst werden kann. Ich bin unglaublich stolz auf die Anstrengungen, die wir gemeinsam im Dienste eines besseren Planeten und der Eisenbahnindustrie unternehmen.“
Die Zukunft des Wasserstoffs
Biokraftstoffe werden zwar in umfangreichen Feldtests getestet, aber wo steht Wasserstoff in seiner Entwicklung als Eisenbahntreibstoff?
Die Antwort lautet „Frühzeit“. Anders ausgedrückt: Das Rennen um die Entwicklung von 100% emissionsfreien Wasserstofflösungen hat begonnen, aber es ist definitiv eher ein Marathon als ein 5-km-Lauf.
„Wabtec ist bestrebt, zum Vorteil seiner Eisenbahnkunden ein führendes Unternehmen im Bereich der alternativen Kraftstoffe zu werden“, so Miller abschließend. „Das bedeutet, innovativ zu sein und Neues zu entdecken, aber es bedeutet auch, praktisch zu sein. Die Branche steht jetzt vor der Herausforderung, die Verpflichtungen für 2030 zu erfüllen, und Biokraftstoffe sind für diese Herausforderung in diesem Zeitrahmen ideal geeignet.
„Aus diesem Grund erwägen wir einen schrittweisen Ansatz für Wasserstoff, der die Branche von 2030 auf die Normen einer Nettoemissionsfreiheit für 2050 umstellen wird. Dieser Übergang könnte mit Biokraftstoff-kompatiblen Wasserstoff-Verbrennungsmotoren beginnen, bevor er zu einer breiteren Einführung der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie übergeht. Wie dem auch sei, letztlich ist es unsere Aufgabe, den Fluggesellschaften dabei zu helfen, dieses Ziel zu erreichen.“
