В поисках экологически чистой замены тепловозам на железнодорожных линиях Германии эксперты в области железнодорожного транспорта считают, что привычная воздушная линия электропередач (с воздушной контактной подвеской) является лучшим решением. Новые поезда приводит в движение водород или аккумуляторы, поэтому их эксплуатация значительно дороже. Кроме того, под вопросом экологический баланс, особенно при использовании водорода.
«Электрификация воздушными линиями электропередач имеет наибольшую эффективность», — говорит профессор Маркус Хехт из Берлинского технического университета.
Эксперты видят в воздушных линиях электропередач лучшую альтернативу тепловозам. Фото: Deutsche Bahn AG/Volker Emersleben
В Германии, по данным Pro-Rail Alliance, электрифицировано только 62% федеральной железнодорожной сети. Для сравнения: Швейцария является общеевропейской моделью, поскольку вся железнодорожная сеть там электрифицирована. Далее идут Австрия, Италия и Нидерланды с электрифицированными железнодорожными линиями, доля каждой из которых превышает 70%.
Бавария хочет осенью начать давно запланированную тестовую эксплуатацию водородных поездов в Алльгое. С 2040 года на местном железнодорожном пассажирском транспорте больше не будет дизельных транспортных средств. Предпочтительным решением является электрификация. На маршрутах без «перспектив электрификации» правительство Баварии полагается на аккумуляторные и водородные поезда.
Но, по мнению скептиков, именно высокотехнологичные водородные поезда считаются политически престижными проектами.
«Водород — самое дорогое решение, и его эффективность хуже, чем у дизельного топлива», — говорит профессор Хехт.
Топливные элементы не только генерируют воду и электричество, но и выделяют много тепла. Вот почему охлаждение является большой проблемой, например, для водородных автомобилей. Нужна электроэнергия для систем кондиционирования, чтобы охлаждать пассажирские салоны. Зимой отходящее тепло можно использовать для обогрева салона. Поэтому водородному транспортному средству зимой требуется меньше энергии, чем летом.
Нижняя Саксония уже испытала водород, а затем решила закупить более 100 аккумуляторных поездов, поскольку эксплуатация аккумуляторной батареи обходится дешевле. Эффективность хуже, а машины тяжелее.
Работающие на аккумуляторах поезда сегодня могут преодолевать лишь небольшие расстояния, обычно это 80 километров. Одним из решений являются гибридные поезда: пантографы (конструкция на верхней части электропоезда для отбора электричества с контактной проводки) и аккумуляторы в сочетании. Эти поезда могут подзаряжать разряженные аккумуляторы на участках маршрута с воздушными электролиниями. В Германии есть маршруты со множеством туннелей, построенные еще в эпоху паровозов — слишком узкие для воздушной линии электропередач. Затраты на переоборудование туннелей для сети с воздушной контактной подвеской можно сэкономить за счет электропривода.
Третий вариант: в качестве заменителя топлива использовалось гидрированное растительное масло, известное на техническом языке как ХВО 100. Дизели могут эксплуатироваться на экологически чистом топливе без каких-либо сложных переоборудований.
Однако есть сомнения в безопасности HVO для климата. При сгорании HVO из выхлопных газов выделяется столько же CO2, сколько и при использовании дизельного топлива. Топливо HVO для поездов в Германии может быть заменено углем, нефтью или другим материалом, выделяющим CO2. HVO примерно на 30% дороже обычного дизельного топлива. По сравнению с водородом, HVO является более разумным временным решением для локомотивов с дизельными двигателями и токоприемниками.
Итак, поскольку железнодорожная сеть становится все более электрифицированной, гибридные приводы с аккумуляторами и пантографами станут жизнеспособным решением в перевозках.
