Россия: «Коммерсантъ» опубликовал большой материал о перспективах применения водородного топлива на железнодорожном транспорте и соответствующем пилотном проекте поезда от «Трансмашхолдинга» (ТМХ). Производитель рассчитывает выпустить первый образец в 2026 году, а к лету 2027-го пройти сертификацию и обеспечить готовность поезда к эксплуатации.
Дал изданию большой комментарий о перспективах водородной тяги и привожу его ниже в полном объеме. Также дополнил его недавно вышедшей позицией «Объединенной металлургической компании» (ОМК) о вызовах в части материалов для транспортировки и хранения водорода.
Цели и темпы перехода на водород
Проработка внедрения водородной тяги на рельсовом подвижном составе является производной составляющей от базовых глобальных целей по расширению производства водорода, который применим в широком круге отраслей промышленности. Стимулами выступают меры регулирования, в рамках которых в обмен на снижение выбросов углерода бизнесу предоставляются субсидии, льготное заемное финансирование, допуск к госзакупкам и т.д.
Все проекты по водородному подвижному составу в мире имеют господдержку. При этом за пределы пилотной мелкосерийной апробации такой подвижной состав пока вышел только в Германии, однако, исходя из последних новостей, решение могло быть поспешным: нарекания вызывают и надежность поездов от Alstom, и надежность заправочной инфраструктуры, и стабильность обеспечения водородным топливом. В то же время те проекты реализованы на водородных технологиях конца 2010-х, а сейчас многие решения уже ушли вперед. Например, значительно увеличился срок службы топливных элементов – основной составляющей тяговой установки водородного подвижного состава. Расширяются изыскания и по альтернативной ветви – применение водорода в двигателях внутреннего сгорания.
Значительная продолжительность перехода от опытных изысканий к серийным коммерчески удобным решениям – это нормально. Так, переход с паровой тяги на широкое распространение дизельной и электрической тяги занял более 50-60 лет, а сейчас может быть еще существеннее из-за более высокой сложности самих технологий и, соответственно, больших масштабов формирования нормативной базы (стандарты и т.д.) для их эффективного и безопасного производства и эксплуатации. Например, технологии аккумуляторов сейчас находятся на более продвинутом этапе проработки, что обеспечивает их большую привлекательность к применению в подвижном составе, чем водород.
Полигоны и факторы масштабирования
На данный момент применение водородной тяги рассматривается на малодеятельных участках железных дорог как альтернатива электрификации, которую многие годы обеспечивал дизель, и при маневровой работе. В этом сегменте водород конкурирует в первую очередь с уже упомянутой аккумуляторной тягой и рядом другим решений, например, гидроочищенным маслом, аммиаком, природным газом и др. О широком применении водорода в напряженном магистральном движении пока речи не идет нигде в мире, что обусловлено длинными плечами курсирования составов и, соответственно, необходимостью нескольких заправочных комплексов со всей цепочкой подвоза.
Читайте также: Глава Siemens Mobility указал на очень узкие полигоны востребованности водородной тяги в Европе
В целом будущее водорода зависит от трех базовых факторов. Первый – технологический, который описан ранее. Второй вытекает из него – это цена водорода. Третий – это объемы господдержки, которые обеспечиваются в текущий период опытных изысканий. В целом общемировыми усилиями технологическая цепочка по водороду, включающая его выработку, транспортировку, заправки, системы тяги, а также всю нормативную базу, может прийти к коммерчески привлекательному состоянию к 2035-2040 году, цены на водород пойдут вниз и тогда он займет свою нишу: дизель-поездов под замену будет еще много. Тогда же будет проходиться и развилка по его распространению на более напряженных полигонах железнодорожных сетей.
В России пилотный проект водородной тяги реализуется с учетом мирового опыта и экономической целесообразности – на Сахалине в формате единого кластера, где рядом объединены и генерация, и транспортировка, и потребление, а также с учетом высокого потенциала сбыта самого водорода в страны АТР. Сам поезд от ТМХ также включает самый конкурентный опыт последних десятилетий. Силовая установка находится в отдельном вагоне-бустере, что позволяет закладывать вариативность по исполнению системы тяги в поезде: ранее так пошла швейцарская Stadler и значительно нарастила долю на мировом рынке.
Таким образом, в случае признания водородной тяги нецелесообразной поезд может пройти модернизацию с установкой дизеля и продолжит эксплуатироваться. К тому же это первый в российской практике низкопольный поезд: такой подвижной состав востребован во многих странах, а его пилотная комплектация водородной тягой привлечет только больше внимания со стороны зарубежных заказчиков.
Вызовы в части материалов для водорода
О сложностях создания тары для хранения и транспортировки водорода под высоким давлением недавно рассказал Александр Мунтин, директор инженерного-технологического центра ОМК, действующего на Выксунском металлургическом заводе. Так, в интервью корпоративному журналу «ОМК Команда» он отметил, что молекулы водорода при определенных условиях могут легко распадаться на атомы и проходить даже сквозь стальную трубу. «Кроме того, когда водород под высоким давлением должен транспортироваться из одной точки к другой, его атомы могут скапливаться внутри стали, изнутри ее распирать и способствовать формированию трещин», – говорит он. Мунтин отметил, что над решением этой задачи сейчас работают сильнейшие ученые-металловеды в России и мире.
Автор: Сергей Белов, сооснователь и главный редактор ROLLINGSTOCK