في نوفمبر 9مختبر أوك ريدج الوطني وشركة واب تيك لقد عرضوا محركًا يعمل بالهيدروجين مصممًا للقطارات وهو مشروع سيُحدث تحولاً جذرياً في قطاع النقل خلال فترة وجيزة. للمساعدة في خفض انبعاثات الكربون في صناعة السكك الحديدية في جميع أنحاء أمريكا الشماليةمما سيوفر فوائد كبيرة.
رداً على هذا العرض التقديمي، قال مدير تطوير التكنولوجيا في مكتب تقنيات المركبات التابع لوزارة الطاقة الأمريكية: صديق خانلم يتردد في التعبير عن رأيه وأكد أن هذا التطور سيكون خطوة كبيرة إلى الأمام بالنسبة للقطاع. لأنه سيعزز الاستدامةوبالتالي، يمكن أن تصبح هذه المعايير الرئيسية فيما يتعلق بتطبيق محركات القطارات التي تعمل بالهيدروجين. ومع ذلك، هذا ليس المشروع الأول الذي يركز على تحسين النقل بالقطارات.
مختبر أوك ريدج الوطني وشركة واب تيك يكشفان النقاب عن محرك الهيدروجين الخاص بهما للقطارات
الأربعاء الماضي نوفمبر 9، في المركز الوطني لأبحاث النقل التابع لمختبر أوك ريدج الوطني (في الولايات المتحدة)، وشركة واب تيك (شركة رائدة في تصنيع قاطرات الشحن)، وفريق من مختبر أوك ريدج الوطني كشفوا النقاب عن محرك هيدروجيني جديد للقطاراتبعد فترة طويلة من التطوير، قدموا مشروعًا هدفه للمساعدة في خفض انبعاثات الكربون في صناعة السكك الحديدية في الولايات المتحدة وعبر أمريكا الشمالية.
يُعد تحويل المركبات إلى الكهرباء استراتيجية فعالة لتقليل انبعاثات الكربون في بعض أجزاء قطاع النقل، ولكن تعتبر السكك الحديدية أكثر صعوبة بسبب التكلفة العالية لبناء نظام سكك حديدية واحد منسق ومكهرب.
وبالتحديد، يتكون من محرك قاطرة أحادي الأسطوانة، والذي يعمل كوقود، للاستخدام فقط هيدروجينلذا، فهي لا تُصدر غازات دفيئة أثناء الرحلة ولا تترك أي مخلفات في الهواء. وهذا يُعزز الاستدامة في صناعة السكك الحديدية ويهدف إلى إحداث تغيير جذري فيها. بهدف الحد من التلوث البيئي الكامن الذي ينتجه.
تنبعث من قطارات أمريكا الشمالية حوالي 87.600 مليار رطل من ثاني أكسيد الكربون كل عام، ولكن كل قطار يتحول إلى طاقة منخفضة الكربون يمكن أن يوفر حوالي 5,6 مليون رطل سنويًا.
سيجون جيم غامبل، خبير من شركة واب تيك، هذا المحرك أحادي الأسطوانة ثنائي الوقود يعمل بالهيدروجين، ويحقق إزاحة تبلغ 15,7 لترًا، مما ينتج عنه 375 حصانًا عند 1000 دورة في الدقيقة.بفضل كون أسطوانتها أكبر بست مرات من أسطوانة الشاحنة العادية، والأكثر إثارة للإعجاب على الإطلاق، سيحتوي كل قطار على اثني عشر من هذه الأنواع من المحركات.
في هذا المشروع، وقّعت المنظمتان اتفاقيات تعاون في مجال البحث والتطوير، والتي تشمل التعاون مع مطور برامج مشهور. العلوم المتقاربةوفيما يتعلق بالتمويل، فقد التزمت المختبرات الوطنية بالعمل مع الصناعة لتسريع تسويق هذه التقنية.
ووفقاً لتوقعاتهم الخاصة، قد تكون هذه المحركات متاحة في عام 2026، حيث سيستغرق التصنيع حوالي أربع سنوات.
ينطبق هذا على كل من الشركات الرائدة في الصناعة والكيانات الحكومية، يمثل هذا المشروع خطوة كبيرة نحو الاستدامةفي الولايات المتحدة، تعتبر حركة القطارات كبيرة للغاية، لذا فهي تعتبر أحد العوامل الرئيسية التي تزيد من إنتاج الغازات الضارة بشكل متزايد.
لذا، يؤكد العلماء المسؤولون عن المشروع أن تكنولوجيا محركات الاحتراق الهيدروجيني قد تكون من أفضل الاستراتيجيات لتحويل الصناعة. ويعود ذلك إلى أن الهيدروجين ناقل للطاقة يمكن إنتاجه من مصادر طاقة نظيفة (مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية). وبالتالي، يمكن تشغيل الجيل القادم من القطارات باستخدام الهيدروجين بنسبة تصل إلى 100% وأنواع وقود أخرى منخفضة الكربون. سيسمح لنا ذلك بالتخلص من تكنولوجيا الديزل الحالية، والتي تُعد ملوثة للغاية..
"نحن متحمسون لأن نكون جزءًا من هذا التعاون لأنه يلبي الحاجة إلى إزالة الكربون من صناعة السكك الحديدية من خلال تطوير تكنولوجيا محركات الهيدروجين للقاطرات الحالية والمستقبلية."
جوش بيل، قائد مجموعة أبحاث الانبعاثات والحفز التطبيقي.
وكما ذكروا، ستركز المرحلة الأولى من المشروع على إجراء تغييرات على الأجهزة لتحديث القاطراتهناك حاجة ماسة إلى تحسينات جذرية في كفاءة الطاقة وخفض الانبعاثات في جميع أنحاء نظام النقل. ولتحقيق هذه الغاية، يخططون لتزويد القاطرات بعمر افتراضي يزيد عن 30 عامًا لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. استبدال أسطول المركبات بالكامل الذي يبلغ حوالي 25.000 مركبة مستخدمة في أمريكا الشمالية.
خلال المرحلة الثانية من المشروع، وبالتعاون مع شركة Wabtec، سيواصلون تعديل مكونات المحرك لزيادة كمية الهيدروجين التي يمكن استخدامها. حتى يصل المجموع إلى 100% من هذاالهدف هو استبدال الديزل بالكامل في القاطرات الجديدة وإنشاء إطار عمل للنمذجة لدراسة تقنيات التحكم في الانبعاثات.
في طريق قطارات الطاقة النظيفة؛ تعرف على مشاريع أخرى لجعل النقل بالسكك الحديدية أكثر استدامة
قطاع النقل على وشك أن يشهد تحولاً جذرياً! ولا تقتصر مشاريع تطبيق الطاقة النظيفة في هذا القطاع على القطارات التي تعمل بالهيدروجين فحسب، بل تشمل أيضاً مشاريع أخرى حديثة. كما تم الكشف عن خطط أخرى ذات أهمية كبيرة.
ومن الأمثلة الواضحة على ذلك ما يلي: قطارات أسترالية تولد طاقتها الخاصة عن طريق الكبح أثناء النزول.أي أنها تعيد شحن بطارياتها أثناء الكبح. وقد عرضت هذه القطارات في نهاية شهر مايو من قبل مجموعة فورتسكيو للمعادن، وهي شركة تعدين أسترالية مرموقة. وهي في الأساس قطارات تعيد شحن بطارياتها بفعل الجاذبية، من خلال الكبح الديناميكي والتجديدي. وبهذه الطريقة، بإمكانها العمل في رحلة تستغرق 5 ساعات حاملة 42 طنًا من الحديد.
سيسمح مشروع مجموعة فورتسكيو للمعادن بالتخلص من الديزل والانبعاثات من عمليات السكك الحديدية في غضون السنوات الثماني المقبلة، بهدف تحقيق ذلك بحلول عام 2030.
ومن المبادرات الأخرى التي حظيت بالاهتمام مشروع القطار الذي يعمل بالطاقة الشمسية. يُعرف هذا المشروع باسم "قطار خليج بايرون". يهدف هذا المشروع إلى تعزيز وتحسين نظام الطاقة الكهروضوئية للسكك الحديديةأفضل ما في الأمر هو أنه قام أيضاً بتحديث خط السكة الحديد القديم الذي تم بناؤه بعد الحرب العالمية الثانية والذي كان يربط مدينة بايرون باي بمنطقة نورث بيتش التابعة لها؛ حتى أن القطار قام بدمج نظام تجميع الطاقة الشمسية على السطح حتى لا يغير من جماليات القطار من تلك الحقبة.
كما وجدنا مشروعًا تابعًا لهيئة السكك الحديدية الألمانية (EBA) ملتزمًا باستخدام الهيدروجين في القطارات. هذه، المعروف باسم Coradia iLintتتسع هذه الطائرات لـ 300 راكب، ويبلغ مداها 1.000 كيلومتر مع وقت إعادة تزويد بالوقود يبلغ 15 دقيقة، وتبلغ سرعتها القصوى 140 كيلومترًا في الساعة. تجاوزت مدة تشغيلها 530 يومًاوبذلك يثبت موثوقية وجدوى خلايا الوقود المثبتة في قطارات الركاب الإقليمية.
