Макет первого в отечественном транспортном машиностроении пассажирского поезда на водороде представлен на Восточном экономическом форуме во Владивостоке. Предполагается, что он будет работать на Сахалине.
Работу над водородным поездом ТМХ ведет в рамках соглашения 2019 года, заключенного с РЖД, «Росатомом» и правительством Сахалинской области. В последнем годовом отчете РЖД указывали, что внедрение подвижного состава с водородной тягой запланировано на 2027-2028 годы. Сейчас идет работа по стандартизации бортовых и заправочных систем для применения в России, отмечает RollingStock.
На приведенном макете изменена форма маски головного вагонапо сравнению с другими поездами ТМХ, а также дверные проемы предполагают низкопольную посадку в вагон. Подробности ТМХ пока публично не раскрывал.
Россия: до водородного поезда, как до Луны
Российский проект по организации перевозок на поездах с водородными элементами появился в 2019 году: о нем договорились на Восточном экономическом форуме «Росатом», РЖД, администрация Сахалинской области и «Трансмашхолдинг».
Производство водорода решено было организовать на Сахалине: для этого «Русатом Оверсиз» заключили партнерство с французским производителем промышленных газов Air Liquide. В феврале 2022 года, компании завершили технико-экономическое обоснование проекта сооружения водородного производственного комплекса, писал РБК.
Однако из-за известных событий в сентябре 2022 года французы вышли из проекта. «Росатом» нашел утешение у Китая и подписал меморандум о сооружении водородного завода и поставках низкоуглеродного топлива в Китай с 2025 года с «дочкой» китайской корпорации China Energy Engineering Group.
Эти трудности отодвинули сроки сдачи проекта поезда. Изначально «Росатом» рассчитывал запустить эти поезда на Сахалине в 2023 году.
В РЖД ранее заявляли, что в конструкции водородного поезда предусматривается максимальное использование комплектующих из России. Однако на первом этапе будут использованы серийно изготавливаемые водородные топливные ячейки и система хранения водорода зарубежного производства.
Также в РЖД сообщили, что ожидают первый маневровый локомотив на водороде к 2026 году. Испытания компания планирует проводить на полигоне в Сахалинской области.
Китай: водород рулит
Первый китайский 4-вагонный пассажирский поезд с двигателем на водороде, построенный государственно корпорацией CRRC, успешно проехал испытательную трассу в Чанчуне (северо-восточная провинция Цзилинь) со скоростью 160 км/ч.
Максимальный пробег поезда может достигать одной тысячи километров. Руководство CRRC утверждает, что его поезд лидирует по энергоэффективности: по результатам испытаний, среднее потребление энергии составляет 5 кВт/ч на 1 километр пути, пишет сайт Hydrogeninsight.com.
Китай – самый крупный производитель и потребитель водорода в мире. Еще в 2021 году CRRC представила свой первый водородно-аккумуляторный маневровый локомотив мощностью 700 кВт. А недавно CRRC приступила к опытной эксплуатации водородно-аккумуляторного локомотива мощностью 1000 кВт для Чили. Заказ на него сделала узкоколейная железная дорога FCAB, связывающая порт Антофагаста с горнодобывающими предприятиями Боливии.
CRRC заявляет, что локомотив может перевозить составы массой 1 тыс. тонн на расстояние 400 км.
В Малайзии (Кучинг) CRRC проводит испытания колесного «трамвая» ART на водородной тяге. Производитель называет этот трамвай первым в мире безрельсовым поездом. По сути, это трехсекционный автобус, курсирующий по выделенной и размеченной дороге, как трамвай. Скорость такого «трамвая» – 70 км/ч, а запас хода – 245 км. Малайзия подписала контракт с Китаем на поставку 38 единиц такого транспорта.
Франция: Alstom Coradia iLint – первый водородный поезд
Самое главное преимущество водорода как топлива – нулевой уровень вредных выбросов: двигатель на водороде при работе не выделяет ничего кроме воды. Энергию он вырабатывает с помощью реакции между водородом и кислородом, в результате которой выделяется просто водяной конденсат. Водород хранится в баках на борту поезда, кислород берется извне. Кроме того, поезда на водороде бесшумны и имеют более высокий КПД по сравнению с дизелем.
В 2021 году Евросоюз принял пакет предложений, которые должны позволить сократить выбросы парникового газа в ЕС к 2030 году как минимум на 55% по сравнению с уровнем 1990-го. В программе есть пункт и о постепенном переводе дизельного ж/д транспорта на экологически безвредное топливо. Сегодня дизельные поезда, сильно загрязняющие атмосферу, используются на неэлектрифицированных участках железных дорог. Именно эти участки и становятся основной сферой применения водородных поездов.
Разработчики предлагают два вида двигателей: чисто водородные или гибридные – водородно-аккумуляторные. Некоторые компании также экспериментируют с природным газом или биотопливом, применяя их в традиционных двигателях внутреннего сгорания. Но водород лидирует.
Пионером стала французская компания Alstom: в 2016 году она представила миру Coradia iLint – первый в мире пассажирский поезд, работающий на водороде, с максимальной скоростью 140 км/ч. Французы разработали его совместно с Германией: разработка Coradia iLint финансировалась правительством Германии в рамках Национальной инновационной программы в области водорода и технологий топливных элементов (NIP).
Через два года, в 2018 году, Coradia iLint поступила в коммерческую эксплуатацию в Германии. А 15 сентября 2022 года первый в мире водородный поезд Alstom Coradia iLint успешно проехал по железным дорогам Нижней Саксонии 1175 км без дозаправки водородного бака.
В том же году в этой области заработала первая в мире коммерческая линия с 14 поездами на водороде протяженностью 100 км. По оценкам заказчика — транспортного управления Нижней Саксонии LNVG — это позволит экономить около 1,6 млн литров дизельного топлива и сократить выбросы CO2 на 4,4 тыс. т ежегодно, пишет Rollingstock.
Испания: проект FCH2RAIL
В других европейских странах производители ж/д поездов «проснулись» лишь к 2021-2022 году.
В Испании водородный поезд начали разрабатывать в 2021 году в рамках проекта «FCH2RAIL». Его участники – корпорация CAF, испанский национальный перевозчик Renfe, Toyota и ряд других компаний – взяли за основу пригородный электропоезд Renfe и интегрировали в него накопители на водородных топливных элементах и аккумуляторных батареях.
Испытания поезд проходил в 2022-2023 гг. Во время одного из тестов трехвагонный состав прошел по маршруту с севера на юг Испании (из Мадрида в Мериду) и преодолел 804 км без дозаправки, причем к финишу он подошел даже с некоторым запасом водорода. Cтоимость проекта составила 14 млн евро, основная часть оплачивается из фондов Европейской комиссии по чистому водороду, сообщает International Railway Journal.
Другой испанский производитель — Talgo — планирует создать первый в мире высокоскоростной водородный поезд, сообщает Rollingstock.
Однако в нем будет сохранена возможность тяги от контактной сети – на всякий случай. Проект получил грант в €6,5 млн в рамках национального плана восстановления и устойчивости. Сама Talgo сейчас испытывает локомотив Travca, модернизированный под тягу от водорода и контактной сети.
Германия: водородный поезд с прицепом
Германия представила свой собственный водородный поезд Mireo Plus H от компании Siemens в мае 2022 года. Проект «H2goesRai»l реализуется совместно с национальным оператором железных дорог Deutsche Bahn (DB) и финансируется в рамках Национальной инновационной программы в области водорода и технологий топливных элементов (NOW GmbH), его стоимость — 13,74 млн. евро, сообщает Gobal Railway Review.
«Каждый такой поезд может сэкономить до 45 тысяч тонн CO2 в течение срока службы в 30 лет по сравнению с аналогичными поездками на автомобилях», – цитирует издание Майкла Петера, генерального директора Siemens Mobility.
Двухвагонный поезд Mireo Plus H имеет запас хода до 800 километров, он такой же мощный, как и его электрический аналог, обладает тяговой мощностью 1,7 МВт и максимальной скоростью 160 километров в час. Трехвагонная версия имеет запас хода до 1000 километров.
Поезд Mireo Plus H уникален: он имеет мобильный прицеп для хранения водорода. Это делает состав конкурентоспособным, поскольку позволяет заправлять его так же быстро, как дизельный поезд.
Сейчас Siemens проводит ходовые испытания Mireo Plus H: в испытательный центр компании Siemens Mobility в Вегберг-Вильденрате прибыли все семь двухвагонных поездов Mireo Plus H, предназначенных для немецкого пассажирского оператора Niederbarnimer Eisenbahn (NEB), пишет издание «Железные дороги мира».
С середины 2024 г. машинисты оператора NEB пройдут курс обучения вождению поездов Mireo Plus H. А в декабре 2024 года запланирован ввод нового подвижного состава в эксплуатацию: поезда будут курсировать по 10 частично электрифицированным маршрутам столичного региона Берлин-Бранденбург. Этот пилотный проект предусматривает также создание установки для производства «зеленого» водорода и пункта заправки, где водород будет храниться в сжатом виде.
Для справки: сегодня 98% водорода в мире производится с использованием ископаемого топлива, такого как метан или уголь, а значит, при производстве выделяется вредный CO2. В идеале водород должен быть «зеленым»: он вырабатывается методом электролиза из воды с использованием электроэнергии, полученной на солнечных и ветряных электростанциях.
Италия: шесть регионов – курс на водород
Год назад Министерство инфраструктуры и транспорта Италии приняло программу по замене дизель-поездов составами на водородном топливе в шести регионах страны — Ломбардии, Апулии, Калабрии, Сицилии, Абруццо, Умбрии. В этот список уже добавлена Сардиния (сегодня вся железнодорожная сеть острова не электрифицирована) и могут быть вскоре включены Пьемонт, Лацио, Тоскана и Эмилия-Романья, в общей сложности 11 регионов, сообщает газета Il Sole 24 ore.
В Италии 1/10 железных дорог обслуживаются дизельными поездами, причем сроки эксплуатации многих из них подходят к концу. Так что время для перехода на водородную тягу самое подходящее. На программу по замене дизель-поездов водородными выделено 300 млн евро, в том числе 24 млн евро на приобретение подвижного состава и 276 млн евро на организацию производства, хранения и распределения «зеленого» водорода.
В октябре 2023 года оператор пассажирских перевозок в области Ломбардия Ferrovie Nord Milano (FNM) и компания Alstom представили первый на Апеннинском полуострове водородный поезд Coradia Stream H, разработанный Alstom на основе конструктивной платформы Coradia Stream специально для Италии.
В Ломбардию будет поставлено шесть поездов, еще восемь могут быть поставлены в качестве опции. Каждый поезд вмещает 260 сидящих пассажиров, запас хода превышает 600 км. Предполагается, что коммерческая эксплуатация составов откроется в конце 2024 — начале 2025 г. на неэлектрифицированной линии Брешиа — Изео — Эдоло.
Строить поезда Coradia Stream для FNM будут предприятия компании Alstom, расположенные в Италии. Основное производство находится в Савильяно, а бортовое оборудование поставит завод в Болонье. В конце февраля 2024 года первый итальянский поезд Coradia Stream H отправился в Германию на испытания, сообщает портал Energiaitalia.news.
На Сардинии и в Калабрии (юг Италии) операторы пассажирских перевозок ARST и Ferrovie della Calabria оформили с компанией Stadler заказ на 12 поездов на водородном топливе. Поставить поезда c максимальной скоростью 100 км/ч, которые могут перевозить до 170 пассажиров, планируется к декабрю 2026 г.
Япония: Hybari – маленький, да удаленький
В Японии свой поезд на водороде разработали Toyota и Hitachi. Toyota поставила топливные элементы, основанные на конструкциях, используемых в автобусах и других дорожных транспортных средствах, а Hitachi снабдила литий-ионными аккумуляторами, заряжаемыми от топливных элементов, пишет Railway Gazette International.
Первый японский водородный поезд назвали Hybari и презентовали в феврале 2022 года. Hybari двухвагонный и маломощный: его максимальная скорость – всего 100 км/ч, а запас хода – 140 км. На нем установлены 4 топливных элемента суммарной мощностью 240 кВт и 2 литий-ионные батареи с такой же мощностью.
Кроме того, японский пассажирский перевозчик R Central совместно с Nippon Sharyo работает над созданием еще одного водородного поезда. Toshiba поставит для поезда систему управления, а Toyota – водородные топливные элементы. Испытания проходили в 2023 году и продолжаются в 2024-ом.
США: рекорд в книге Гиннеса
В конце марта на испытательном кольце в Пуэбло (США) водородный поезд FLIRT H2 швейцарской компании Stadler поставил мировой рекорд автономного хода – 2803 км. Результат был зафиксирован представителями Книги рекордов Гиннеса. Как сообщает швейцарский производитель, поезд FLIRT H2 прошел без дозаправки более 46 часов, двигаясь со средней скоростью 60 км/ч.
Поезд Stadler является первым в США моторвагонным поездом на водородном топливе. Контракт на поставку двухвагонного поезда FLIRT H2 между компанией Stadler и SBCTA – транспортной администрацией округа Сан-Бернардино (штат Калифорния) – был подписан осенью 2019 г. В отличие от других производителей, Stadler разместил топливные элементы и резервуар для водорода в отдельной бустерной секции между вагонами. В максимальной комплектации их достаточно для питания четырехвагонного поезда, пишет издание «Железные дороги мира».
Не все так однозначно
И все же считать водород панацеей не совсем правильно, предупреждают эксперты. Во-первых, для производства обычного водорода пока что используются невозобновляемые источники энергии (метан, уголь), выделяющие углекислый газ, тем самым нивелируется экологичность самого водорода.
Во-вторых, водород дорог в производстве. Довольно высокими остаются стоимость водорода и затраты на его транспортировку. Кроме того, требуется создание соответствующей заправочной инфраструктуры.
В-третьих, производство, транспортировка, хранение и потребление связаны с большим сложностями в связи с летучестью, взрывоопасностью и коррозионной активностью водорода, пишет информационное агентство Neftegaz.ru.
В-четвертых, при производстве «зеленого» водорода методом электролиза требуются большие объемы пресной воды, что может оказать негативное воздействие на ее доступность в мире.
Поэтому реальных инвестиций в водородную энергетику пока что очень мало. Германия, которая одной из первых начала внедрять поезда на водородной тяге, не спешит продолжать в том же духе: транспортная администрация Нижней Саксонии LNVG отказалась от дальнейшей закупки водородных машин из-за высокой стоимости эксплуатационных расходов и выбрала для дальнейшего внедрения аккумуляторную тягу.
