The Bold and the Biofuels: het stimuleren van de acceptatie van alternatieve brandstoffen op weg naar netto nul
Stel je een toekomst voor waarin goederenlocomotieven in Californië tanken met hernieuwbare R100-diesel, aangevuld in North Platte, NE, met B20-biodiesel, rijden op B13 in Chicago, IL, en vervolgens op traditionele diesel in Baton Rouge, LA, voordat ze naar Alberta, Canada rijden, om aan een tender te worden gekoppeld en worden aangedreven door een interne verbrandingsmotor op waterstof (H2 ICE).
Deze „" lappendeken "” -toekomst, die wordt gevormd door lokale prikkels, zou sneller kunnen plaatsvinden dan iemand had verwacht, aangezien plannen voor emissiereductie op korte termijn, de groeiende commerciële beschikbaarheid en levensvatbaarheid van biobrandstoffen, voortdurende innovatie, samenwerking tussen de industrie en toezeggingen op het gebied van netto-nul samenkomen op het gebied van ecologische duurzaamheid.”
Een gefaseerde aanpak van duurzaamheid
Dat de route van een spoorweg kan worden aangedreven door verschillende soorten brandstof op basis van geografie, weerspiegelt een duidelijke reeks emissiereductiedoelstellingen op korte en lange termijn, en een gezond ecosysteem voor de ontwikkeling en tests van alternatieve brandstoffen.
Maar eerst en vooral. De belangrijkste spoorwegen in Noord-Amerika nemen milieuduurzaamheid zeer serieus en hebben elk toegezegd de emissies tegen 2030 met 30-40% te verminderen. Deze doelstellingen worden ondersteund door een nog grotere belofte, namelijk het bereiken van een netto-nulemissie in 2050.
Als 2024 ingaat, zijn er nog zes jaar over om de toezeggingen voor 2030 te halen en slechts 26 jaar om het netto-nulpunt te bereiken. Gelukkig zijn Wabtec en zijn netwerk van klanten/partners van klasse I-transporteurs en leveranciers van alternatieve brandstoffen snel van start gegaan.
Drie hefbomen: strategieën om reductiedoelstellingen op korte en lange termijn te bereiken
Wabtec ziet drie innovatieve 'hefbomen' die het kan gebruiken om klanten te ondersteunen bij hun duurzaamheidstrajecten: brandstofbesparing, koolstofreductie en netto-nultechnologieën, waarbij elk zijn tijd en plaats in de transitie heeft.
- Oplossingen voor brandstofbesparing — Voor elke liter brandstof die wordt bespaard, wordt 22 pond aan CO2-uitstoot vermeden en de brandstofkosten aanzienlijk verlaagd. Maar het is moeilijk om extra brandstofefficiëntie te verminderen. De belangrijkste brandstofbesparende technologie van Wabtec, FDL Advantage (FDLA), heeft vervoerders al een brandstofefficiëntieverhoging van 5 procent gegeven. Hoewel Wabtec blijft investeren in brandstofbesparingen op zijn locomotieven uit de Evolution-serie, zal het op een gegeven moment moeilijk zijn om meer brandstof uit de toch al uiterst efficiënte locomotiefmotoren te persen.
- Oplossingen voor koolstofreductie — Net zoals aardgas wordt gezien als een „brugbrandstof” in de algemene overgang van de economie naar 100% hernieuwbare energie, zijn biobrandstoffen de belangrijkste inzet om de emissiebeloftes voor 2030 na te komen en als brug te fungeren naar toekomstige reducties. Wabtec heeft al B5 (5% biodiesel) en R30 (30% hernieuwbare diesel) getest en goedgekeurd in al zijn locomotiefmotoren, en B11 en R50 zijn klaar voor goedkeuring tegen het einde van 2023. Gedreven door de vraag van vervoerders zullen de B20 en R100 naar verwachting in het derde kwartaal van 2024 klaar zijn voor commercieel gebruik. Het resultaat van een baanbrekende samenwerking tussen Wabtec en zijn klanten (zie meer hieronder), de beschikbaarheid van biodiesel en hernieuwbare diesel, en de bijbehorende motorupgrades om hieraan tegemoet te komen, zullen vervoerders in staat stellen om brandstofsoorten van regio tot regio te „mixen en matchen” en tegelijkertijd de uitstoot van put-tot-wiel drastisch te verminderen met wel 60%!
- Netto-nuloplossingen — Net zoals brandstofefficiëntie de industrie maar zo ver naar nul kan brengen, zo ook met biobrandstoffen, vanwege hun lagere, maar niet nul, koolstofintensiteit. Momenteel wordt aangenomen dat de oplossingen voor het besturen van goederenlocomotieven met nul in waterstof- en elektrische batterijen liggen. En hoewel batterijen een populaire schone technologie zijn, bieden ze momenteel slechts ~ 10% van het bereik (gemeten in MWh) van de huidige dieselmotoren. Dat zou natuurlijk tegen 2050 kunnen veranderen op basis van mogelijke doorbraken in batterijen, zoals solid-state technologie, maar de aandacht van de industrie en de overheid gaat uit naar het potentieel van waterstof, zowel als brandstof voor een H2 ICE (als aanvulling op motoren die compatibel zijn met biobrandstoffen) als als een op zichzelf staande brandstofcel.
Om het voor elkaar te krijgen: veldtesten
De innovatiemotor van Wabtec draait op volle toeren om het gebruik van alternatieve brandstoffen te onderzoeken, te testen en te operationaliseren. En hoewel de ontwikkeling van kits om oudere motoren te beschermen voor het gebruik van biobrandstoffen een van deze innovaties is, wordt de echte sprong voorwaarts gedreven door een unieke en nauwe samenwerking tussen vervoerders met Wabtec en de openheid om resultaten met elkaar te delen.
„Er komt veel kijken om ervoor te zorgen dat biobrandstoffen een veilige, betrouwbare, duurzame en effectieve brandstof zijn voor locomotieven, en onze klanten vertrouwen ons dat onderzoek namens hen uit te voeren”, zegt Chris Miller, Senior Director Services Product Management bij Wabtec. „Een deel van dat cruciale voorbereidende werk wordt bij Wabtec achter de schermen gedaan, maar veel ervan gebeurt tijdens uitgebreide veldtesten rechtstreeks bij onze klanten.
Veldtesten zijn cruciaal om te bepalen hoe biobrandstoffen zullen presteren in reële bedrijfsomgevingen en de invloed zullen hebben op onderdelen van locomotieven. Veroorzaakt biodiesel motorlekken of corrosie? Wat gebeurt er met de motorprestaties op grote hoogte, bij hoge omgevingstemperaturen of bij temperaturen onder het vriespunt? Zullen de onderhoudsintervallen veranderen?
Dit zijn enkele vragen die beantwoord worden in de uitgebreide veldtesten van Wabtec met de industrie.
Als je Chris Miller vraagt waar Wabtec het meest innoveert op het gebied van biobrandstoffen, wijst hij zelfs niet op 'product', maar op een 'aanpak' die uniek is in de branche.
„De belangrijkste innovatie is de manier waarop Wabtec samenwerkt met zijn klanten, partners en brandstofleveranciers om samen te leren en te groeien”, zegt Miller.
Die aanpak wordt verpersoonlijkt door de eerder genoemde veldtesten en een baanbrekende technische conferentie die Miller in 2022 lanceerde, The Alternative Energy Conference. Dit technische evenement brengt klanten van over de hele wereld, toonaangevende leveranciers van alternatieve brandstoffen en Wabtec-experts samen. De bijeenkomst bestaat nu voor het tweede jaar en biedt een veilige plek om informatie te delen, waaronder de resultaten van de veldtests, en van elkaar te leren om de vooruitgang in de sector op het gebied van decarbonisatie te stimuleren.
„Onze vervoerspartners verdienen hier het grootste deel van de eer”, biedt Miller aan. „Ze hebben zich gerealiseerd dat het probleem van klimaatverandering en het bereiken van een koolstofarme economie het beste kan worden opgelost, en misschien alleen door samenwerking. Ik ben ongelooflijk trots op de inspanningen die we samen leveren voor een betere planeet en een betere spoorwegindustrie.”
De toekomst van waterstof
Dus, terwijl biobrandstoffen uitgebreid in het veld worden getest, waar is waterstof in zijn evolutie als brandstof voor spoorwegen?
Het antwoord is „vroege dagen”. Anders gezegd, de race om 100% emissievrije waterstofoplossingen te ontwikkelen is begonnen, maar het is zeker meer een marathon dan een 5K.
„Wabtec streeft ernaar een leider te zijn op het gebied van alternatieve brandstoffen ten behoeve van zijn spoorwegklanten”, besluit Miller. „Dat betekent innoveren en ontdekken, maar het betekent ook praktisch zijn. De industrie staat nu voor de uitdaging om de toezeggingen voor 2030 na te komen, en biobrandstoffen zijn op dat tijdschema bij uitstek geschikt voor die uitdaging.
„Daarom kijken we naar een gefaseerde aanpak voor waterstof die de industrie van de normen voor 2030 naar die van een toekomst van netto nul emissies in 2050 zal brengen. Die overgang zou kunnen beginnen met waterstofverbrandingsmotoren die compatibel zijn met biobrandstoffen, alvorens over te gaan op een grotere toepassing van waterstofbrandstofceltechnologie. Uiteindelijk, hoe het ook gebeurt, is het onze taak om vervoerders daarbij te helpen.”
