Jeśli chodzi o pociągi na baterie, pierwszą rzeczą, jaką widzi przeciętny człowiek, jest kolejka-zabawka. Jednak technologia przeszła długą drogę. Energia elektryczna jest już powszechna w samochodach i ciężarówkach i jest testowana w samolotach, helikopterach i kontenerowcach. Teraz lokomotywy kolejowe również stopniowo planują wprowadzenie zasilania bateryjnego zamiast generatorów diesla, które napędzają pociągi od ponad wieku.
W zeszłym tygodniu Union Pacific Railroad zawarło porozumienie w sprawie zakupu 20 bateryjnych lokomotyw towarowych od Wabtec i Progress Rail. Transakcja, która uzyskała osobistą zgodę prezydenta Bidena, jest warta ponad 100 milionów dolarów. Lokomotywy elektryczne na baterie będą początkowo wykorzystywane do sortowania wagonów na stacjach kolejowych w Kalifornii i Nebrasce.
Również w zeszłym roku Wabtec testował swoje lokomotywy FLXdrive na 18 trasach między Barstow i Stockton w Kalifornii. Testy zostały przeprowadzone w ramach grantu w wysokości 22 milionów dolarów od California Air Resources Board. Lokomotywa akumulatorowa znajdowała się pomiędzy dwoma tradycyjnymi lokomotywami spalinowymi i ciągnęła do 200 ton. CTO firmy Wabtec, Eric Gebhardt, powiedział, że połączenie pozwala zaoszczędzić średnio 11 procent paliwa i emisji. Wabtec twierdzi, że lokomotywa bateryjna nowej generacji prawie potroi pojemność baterii do 7 megawatogodzin, prawie 100 razy więcej niż w przypadku Tesli Model 3. Gebhardt twierdzi, że pomoże to obniżyć emisje o 30 procent.
Przejście na zasilanie bateryjne zmniejszy emisje gazów cieplarnianych i poprawi lokalną jakość powietrza. Lokomotywy Diesla emitują cząstki stałe i inne toksyczne zanieczyszczenia, które są odpowiedzialne za około 1000 przedwczesnych zgonów i 6,5 miliarda dolarów kosztów opieki zdrowotnej rocznie w samych Stanach Zjednoczonych. Rzecznik Kalifornijskiej Rady ds. Zasobów Powietrznych powiedział, że wymiana lokomotyw spalinowych „bez wątpienia będzie miała pozytywny wpływ na zdrowie” i będzie „krokiem w rozwiązywaniu od dawna problemu sprawiedliwości środowiskowej dla ludzi mieszkających w pobliżu torów kolejowych”.
Jesienią ubiegłego roku naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory i UCLA Institute for Environment and Sustainability przewidzieli, że przejście z tradycyjnych lokomotyw spalinowych na lokomotywy zasilane bateryjnie w ciągu 20 lat może zaoszczędzić 94 miliardy dolarów na kosztach paliwa, a także zapobiec emisji zanieczyszczeń. Pociągi w USA są szczególnie dobrze przystosowane do takich modernizacji, ponieważ większość lokomotyw używa generatora diesla do zasilania silników elektrycznych.
„Jeśli ktoś zdecyduje się to zrobić, może to zrobić w ciągu miesiąca”, mówi współautor Amol Fadke, który bada ciężkie pojazdy elektryczne i baterie w skali sieciowej. „Wszystko, co musisz zrobić, to dodać samochód z bateriami”.
Startup, który powstał w zeszłym miesiącu, ma inny pomysł: Parallel Systems chce przewozić ładunki bezzałogowymi, zasilanymi bateryjnie, autonomicznymi pojazdami szynowymi. Pociągi będą odbierane automatycznie i poruszają się bez konduktora, bez maszynisty i bez gwizdka. Jeśli Parallel Systems odniesie sukces, w pełni autonomiczne, autonomiczne pojazdy mogą być na szynach przed drogami.
Firma Parallel Systems została założona w styczniu 2020 r. przez grupę byłych dyrektorów SpaceX i nadal jest w dużej mierze pomysłem. Dyrektor generalny Parallel Systems, Matt Soul, wyobraża sobie plutony pojazdów szynowych, które przypominają gigantyczne roboty Roomba przewożące od 10 do 50 kontenerów transportowych, ale jak dotąd opiera się to tylko na modelowaniu i symulacjach. Do tej pory firma zbudowała tylko dwa pojazdy szynowe. Druga generacja wagonu ma pojawić się pod koniec tego roku.
Soule mówi, że Parallel próbuje opracować oprogramowanie, które będzie działać z istniejącymi liniami kolejowymi i zawierać niezbędne funkcje bezpieczeństwa. „Nie wymieniamy pociągów” – mówi. „Chodzi o przeniesienie większego ruchu towarowego na kolej”.
Każde z tych podejść obiecuje czystsze środowisko, niższe koszty paliwa kolejowego i mniejszą liczbę przedwczesnych zgonów z powodu zanieczyszczenia powietrza, ale brakuje im tego samego, co utrudniło rozprzestrzenianie się pojazdów elektrycznych: rozwiniętej sieci stacji ładowania.Wabtech i BNSF Railway zbudowały w zeszłym roku pierwszą stację ładowania lokomotyw elektrycznych w zajezdni kolejowej w Stockton w ramach testów. Używał ładowania przewodem o mocy 400 kilowatów, ale późniejsze modele FLXdrive firmy Wabtec ładowały się za pomocą pantografu, gdy wspornik dotknie styku na górze lokomotywy. Rzecznik Wabtec mówi, że firma może zapewnić ładowanie sieciowe, ale ładowanie z góry lokomotywy byłoby łatwiejsze. Z kolei Parallel Systems opracowuje podkładkę ładującą, która łączy się pod pojazdami szynowymi i jest umieszczana między torami kolejowymi.
Badanie przeprowadzone przez Lawrence Berkeley Lab i University of California w Los Angeles mówi, że znaczna część początkowych kosztów będzie pochodzić z budowy stacji ładowania. Pociągi towarowe przejeżdżają zwykle 1500 km lub więcej, ale co 250 km zatrzymują się na zmianę załogi, co umożliwia doładowanie akumulatorów. Jedną z zalet budowania stacji ładowania lokomotyw jest to, że nie muszą one znajdować się w miastach, co również pomoże obniżyć koszty.
Kolejną możliwą korzyścią jest możliwość ładowania akumulatorów, gdy ciężkie pociągi towarowe o długości kilku mil same toczą się w dół. W zeszłym roku teren testowy Wabtec przejechał prawie 600 km. przez Kalifornię bez doładowania, ponieważ hamowanie regeneracyjne ładuje akumulatory do około 20 procent podczas jazdy w dół. System jest podobny do układów hamulcowych, które ładują akumulatory samochodów hybrydowych, mówi Gebhardt, zauważając, że pociągi ciągną za sobą znacznie większy ciężar. Uważa, że hamowanie regeneracyjne może zmniejszyć liczbę stacji ładowania potrzebnych do bateryjnych lokomotyw elektrycznych.
Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Departamentu Energii USA uruchomiła w zeszłym roku Locomotive Initiative, która gromadzi modele do przewidywania kosztów, wydajności i emisji gazów cieplarnianych dla lokomotyw zasilanych alternatywnymi źródłami energii eksploatowanych przez główne linie kolejowe. Bob Lodo, dyrektor programowy, mówi, że oprogramowanie może pomóc w zmniejszeniu zużycia paliwa i emisji z tradycyjnych lokomotyw. Powiedział, że z biegiem czasu koordynacja większej aktywności między statkami, ciężarówkami i pociągami będzie miała kluczowe znaczenie dla dekarbonizacji całego łańcucha dostaw.
bbabo.Net