Obraz
Współpraca przy redukcji emisji dwutlenku
Zmiany klimatu zajmują centralne miejsce w globalnej świadomości. Jest to rzeczywistość, a redukcja emisji gazów cieplarnianych (GHG) jest przedmiotem zainteresowania wszystkich w sektorze publicznym i prywatnym. Co ważniejsze, wymaga opracowania nowych technologii, które rozwiązują to globalne wyzwanie.
Jedną z tych nowych technologii jest wodór. Technologia ta odegra rolę w wizji Wabtec stworzenia globalnej sieci kolejowej o zerowej emisji. Jednak biorąc pod uwagę koszt i dojrzałość technologii, nie jest ona obecnie gotowa do komercyjnego wdrożenia w branży kolejowej towarowej. Jest to monumentalne zadanie wymagające wspólnego podejścia, aby wypełnić lukę między pojawiającą się technologią a praktycznym zastosowaniem.
Aby zidentyfikować rozwiązania do zastosowania wodoru w przemyśle kolejowym, Wabtec zawarł umowy o wspólne badania i rozwój (CRADA) z Oak Ridge i Argonne National Labs — dwoma pierwszorzędnymi centrami doskonałości w kraju specjalizującymi się w rozwiązaniach związanych z energią. W tym tygodniu naukowcy z multidyscyplinarnego zespołu rozpoczęli projekt i świętowali instalację jednocylindrowego silnika lokomotywy dwupaliwowej Wabtec w National Transportation Research Center, ośrodku użytkownika Biura Nauki Departamentu Energii zlokalizowanym w Oak Ridge National Lab (ORNL).
Ta współpraca jest częścią podejścia Wabtec w zakresie technologii dwutorowej w zakresie energii wodorowej dla kolei. Jednym z podejść jest wykorzystanie ogniw paliwowych jako alternatywnego źródła zasilania dla lokomotyw. W ubiegłym roku firma Wabtec ogłosiła współpracę w zakresie ogniw paliwowych z General Motors, obszarem, w którym producent samochodów ma ogromne doświadczenie.
Podejście równoległe polega na ulepszaniu istniejących silników lokomotyw spalinowych firmy Wabtec do spalania wodoru. To podejście jest przedmiotem CRADA z dwoma krajowymi laboratoriami.
Zespół koncentruje się na wykorzystaniu technologii spalania wodoru od symulacji do realizacji z wykorzystaniem silnika Wabtec. Wodór jako paliwo ma wiele zalet, ale silniki lokomotyw muszą zostać zmodyfikowane, aby zapewnić bezpieczną, wydajną i czystą pracę. Zespół opracuje sprzęt i strategie sterowania dla silnika, który będzie zasilany wodorem i olejem napędowym, aby zademonstrować żywotność stosowania paliw alternatywnych.
Obraz
Obraz
„Cieszymy się, że możemy uczestniczyć w tej współpracy, ponieważ odpowiada ona na potrzebę dekarbonizacji przemysłu kolejowego poprzez rozwój technologii silników wodorowych zarówno dla obecnych, jak i przyszłych lokomotyw” - powiedział Josh Pihl, wybitny badacz ORNL i lider grupy ds. katalizy stosowanej i badań emisji. „Jest to również doskonały przykład tego, jak finansowana przez DOE współpraca między przemysłem a krajowymi laboratoriami może przyspieszyć rozwój i komercjalizację technologii, aby pomóc zmniejszyć emisję dwutlenku węgla z transportu”.
W pierwszej fazie projektu zespół ORNL będzie pracował nad zmianami sprzętowymi dla modernizacji lokomotyw. Ich celem jest zmniejszenie emisji CO2 z około 25 000 lokomotyw już używanych w Ameryce Północnej. Lokomotywy mają żywotność ponad 30 lat, więc wymiana całej floty zajęłaby dziesięciolecia.
Podczas drugiej fazy projektu ORNL i Wabtec będą nadal zmieniać sprzęt silnika, aby zwiększyć ilość wodoru, który może być wykorzystany. Zespół zamierza całkowicie zastąpić olej napędowy wodorem lub paliwami niskoemisyjnymi w nowych lokomotywach.
Jednocześnie Argonne wykorzysta ponad dziesięcioletnie doświadczenie w modelowaniu wtrysku i spalania wodoru, aby stworzyć ramy modelowania do badania technologii spalania i kontroli emisji stosowanych w silnikach spalinowych wodoru. Eksperci w dziedzinie wtrysku paliwa, kinetyki i modelowania spalania, optymalizacji projektu, obliczeń wysokowydajnych i uczenia maszynowego przeprowadzą projekt od początku do końca.
Obraz
„Wiele linii kolejowych ma agresywne cele, jeśli chodzi o redukcję emisji dwutlenku węgla, które w ciągu następnej dekady mieści się w przedziale 30-procentowym” — powiedział Eric Gebhardt, dyrektor ds. technologii Wabtec. „Wyniki tej CRADA z Argonne i Oak Ridge National Labs przyczynią się w znacznym stopniu do dekarbonizacji przemysłu kolejowego przy użyciu wodoru. Pomoże to ustawić technologię jako opłacalną i praktycznie wdrożoną dla operacji kolejowych”.
Wabtec przewiduje, że ekonomia wodoru będzie opłacalna, prowadząc do ostatecznego komercyjnego przyjęcia zarówno opcji modernizacji, jak i nowej opcji jednostkowej. Opiera się to na znacznej poprawie kosztów i wydajności ogniw paliwowych w ciągu dekady oraz zmniejszeniu kosztów zielonego wodoru i zwiększeniu dostępności w tym samym okresie.
Współpraca z laboratoriami jest kolejnym przykładem inwestowania Wabtec w lidera branży kolejowej w dziedzinie wodoru, podobnie jak w przypadku Tier 4 i lokomotyw akumulatorowo-elektrycznych.
Obraz
