Гонки за железнодорожной водой

Одним из знаковых технологических трендов уходящего года стало возрождение водородной энергетики, а его непосредственным проявлением — всплеск интереса к перспективам использования водородного топлива в различных видах транспорта.

Безусловно, мощнейший толчок этому процессу дало создание в январе 2017 года в швейцарском Давосе стратегического альянса тринадцати крупнейших промышленных и транспортных компаний мира, объединившихся под вывеской Hydrogen Council («Водородный совет»).

Виртуозно жонглируя экологическими аргументами, лоббисты Hydrogen Council развернули широкомасштабную кампанию по пропагандированию «альтернативного чистого транспорта без вредных выбросов», главным рекламным элементом которой стал известный тезис: водородные топливные элементы не только отличаются высокими КПД и удельной энергоемкостью, но и совершенно не загрязняют атмосферу, поскольку

единственный продукт электрохимической реакции между водородом и кислородом в этих элементах — безобидная вода (при этом, понятное дело, за скобками благоразумно оставляется тот нюанс, что при производстве собственно водорода до сих пор в основном используется возобновляемое ископаемое топливо — метан).

Основные сражения новой геотехнологической войны, безусловно, намечаются в автомобилестроительной отрасли, где водородной группировке придется схлестнуться с еще более влиятельным лобби, педалирующим ту же экологическую тему, — батарейно-аккумуляторным (его также можно условно назвать маскианским).

Однако апологеты светлого водородного будущего, судя по всему, очень серьезно подготовились к намечающемуся крупномасштабному противостоянию и в последнее время резко активизировали свои усилия на другом важнейшем транспортном фронте — железнодорожном.

По крайней мере, только за прошедший месяц с небольшим в мировых СМИ была сделана целая серия громких заявлений о запуске очередных пилотных проектов по разработке и/или тестированию новых водородных поездов и, что особенно важно, наконец официально объявлено о заключении первого полноценного коммерческого контракта на поставку 14 железнодорожных подвижных составов, оснащенных водородными топливными элементами.

Неторопливые японские пионеры

Исторически первую скрипку в технологических разработках водородных топливных элементов для железнодорожного транспорта играли японские компании и исследовательские организации. Еще в апреле 2006 года East Japan Railway Company объявила о создании первого прототипа водородного поезда — в англоязычной версии он получил название hydrail railcar, причем сам неологизм hydrail (сочетание словhydrogen — водород и rail — рельс) был введен в обиход всего двумя годами ранее.

А в октябре того же 2006 года главный мозговой центр этих разработок, токийский Railway Technical Research Institute (RTRI, Железнодорожный исследовательский технологический институт), провел первые тестовые испытания 70-тонного поезда на водородных топливных элементах (fuel cell hydrail).

RTRI вскоре выступил с бодрым заявлением, что планирует запустить водородный поезд в коммерческую эксплуатацию уже к 2010 году, однако исполнить это обещание так и не сумел.

Впрочем, судя по последней публикации, на днях появившейся в японском издании Nikkei Report, R&D-подразделение ведущей госкомпании Japan Railways Group совместно со специалистами RTRI наконец приступило к решающему этапу обкатки последней версии их совместного продукта.

В скором времени благодаря массовому внедрению водородных поездов такие “динозавры”, курсирующие по неэлектрифицированным линиям в Японии, могут быть отправлены в утиль (железнодорожная ветка Mooka в префектуре Тотиги)

Фотография: Gettyimages

В августе 2017 года в пригороде Токио Кокубундзи (именно там располагается штаб-квартира RTRI) было проведено испытание очередного прототипа поезда на водородных топливных элементах, и, согласно официальному комментарию одного из главных разработчиков этого долгоиграющего проекта RTRI (правда, его фамилию авторы статьи в Nikkei Report не указали), следующим шагом должно стать тестирование этого поезда с пассажирами на борту».

Технические характеристики нового японского водородного поезда в публикации не приводятся, известно лишь, что сам топливный элемент установлен на полу локомотива, а четыре цистерны с водородом — под ним (уточним, что в альтернативных европейских проектах предпочтение отдается установке топливного блока на крышах поездов). Кроме того, авторы статьи упоминают, что новый японский поезд также оснащен литиево-ионной батареей, используемой в качестве вспомогательной силовой установки.

Предполагается, что, если тестирование этого поезда, пройдет успешно, первые японские водородные составы будут запущены в сельской местности, то есть их главной задачей станет постепенная замена дизельных поездов, курсирующих на неэлектрифицированных участках железнодорожной сети страны.

Европейский ответ

Что же касается остального мира, то наибольшую активность по части разработки и тестирования поездов на водородном топливе проявляют два ведущих европейских производителя железнодорожного оборудования и техники — французский Alstom и немецкий Siemens.

При этом сразу же напомним, что в конце сентября 2017 года было официально объявлено о планируемом объединении Alstom с транспортным подразделением концерна Siemens AG — Siemens Mobility («Стимул» писал об этом, см. ).

Создание нового франко-германского промышленного альянса Siemens–Alstom позволит объединенной компании стать второй в мире и крупнейшей в Европе в железнодорожной отрасли. И, скорее всего, благодаря этой синергии перспективы скорой массовой коммерциализации поездов, оснащенных водородными топливными элементами, ранее разрабатывавшихся специалистами Siemens и Alstom независимо друг от друга, станут куда более радужными.

Французский Alstom пока сумел продвинуться на коммерческом направлении существенно дальше своих конкурентов.

Еще в 2014 году региональные правительства четырех немецких земель — Нижней Саксонии, Баден-Вюртенберга, Северного Рейна–Вестфалии и Гессена — подписали с Alstom предварительное соглашение о намерениях по пилотному тестированию оснащенных водородными топливными элементами новых подвижных составов начиная с 2018 года. В сентябре 2016-го Alstom впервые официально представил «в железе» свою новую разработку — моторвагонный подвижной состав Coradia iLint, произведенный на заводе в немецком Зальцгиттере (Нижняя Саксония). В марте 2017-го на испытательном треке Зальцгиттера были проведены первые успешные тесты этого поезда на водородном топливе (тогда он развил скорость 80 км/ч, а предельной, согласно его заявленным характеристикам, являются 140 км/ч; уточним также, что Coradia iLint способен преодолеть от 800 до 1000 км на одной водородной заправке).

Девятого ноября 2017 года на железнодорожном вокзале Вольфсбурга прошла официальная презентация Coradia iLint для общественности и объявлено о его запуске в серийное производство. И в тот же день было подписано соглашение между Alstom, руководством федеральной земли Нижняя Саксония и местным региональным железнодорожным агентством LNVG о поставке 14 подвижных составов Coradia iLint. Согласно предварительным планам, эти поезда будут осуществлять постоянные пассажирские перевозки между четырьмя городами Нижней Саксонии — Куксхафеном, Бремерхафеном, Бремерфёрде и Букстехуде — начиная с декабря 2021 года.

Кроме того, предполагается, что водородные поезда Alstom в последующем должны заменить все старые дизельные составы другого местного железнодорожного оператора — Elbe-Weser-Verkehrsbetriebe (EVB).

Водородные топливные элементы канадской Ballard Power Systems поставляются многим крупнейшим транспортным компаниям мира

Фотография: Gettyimages

Руководство Alstom планирует в обозримом будущем договориться и с рядом других национальных и региональных властей ЕС о поставках опытных партий своих водородных поездов Coradia iLint. В частности, уже объявлено о намерениях компании представить проект для британской общенациональной железнодорожной сети «не позднее 2021 года» (опять-таки отметим, что наиболее перспективным считается использование составов на водородных топливных элементах на неэлектрифицированных участках железнодорожного сообщения, а в той же Великобритании таковых примерно половина).

Другим важным событием прошедшего месяца стало подписание соглашения между Siemens и канадской компанией — разработчиком водородных топливных элементов Ballard Power Systems о совместной разработке новых топливных элементов мощностью 200 кВт для их последующей установки на модифицированной линейке электроподвижного состава Siemens Mireo начиная с 2021 года.

CEO Siemens Mobility Division Сабрина Суссан при подписании этого соглашения сделала следующее примечательное заявление: «Наша кооперация с Ballard — это важнейший шаг на пути к замене подвижных составов с дизельным приводом на железнодорожные составы с нулевыми выбросами».

Китай, Канада, Индия — далее везде?

Главный конкурент Siemens–Alstom на мировом рынке и его нынешний лидер, китайский государственный мегахолдинг CRRC Group, тоже активно включился в эту новую технологическую гонку. В его состав, в частности входят два региональных подразделения, CRRC Tangshan и CRRC Qindao Sifang, руководство которых уже запустило автономные пилотные проекты по тестированию подвижных составов, оснащенных водородными топливными элементами. CRRC Tangshan провела свои первые тесты на 14-километровом участке в родном городе Таншань (провинция Хэбей) в октябре 2017-го, а месяцем позже CRRC Qindao Sifang объявила о своих планах по демонстрационному тестированию водородного поезда на 20-километровом участке в городе Гаомин.

Еще один ключевой производитель железнодорожной техники и оборудования канадская Bombardier (точнее, ее главное производственное подразделение Bombardier Transportation), в отличие от Alstom, Siemens и CRRC, пока вроде бы не заявляла о своих планах на водородном направлении.

Однако временную пассивность Bombardier в Канаде с лихвой компенсируют две компании, являющиеся ведущими мировыми разработчиками водородных топливных элементов для различных видов транспорта. Первая из них, базирующаяся в Миссисоге (быстрорастущем пригороде Большого Торонто) компания Hydrogenics, в частности, выступает основным технологическим партнером французской Alstom по проекту Coradia iLint (отметим в скобках, что Hydrogenics также активно участвует в целом ряде других амбициозных проектов по использованию водорода в наземном транспорте, в том числе планирует оснастить в следующем году своими водородными топливными элементами 400 городских автобусов Пекина).

Президент и CEO Hydrogenics Дарил Уилсон на фоне водородных топливных блоков питания, производимых на заводе этой канадской компании в Миссисоге

Фотография: Gettyimages

Второй канадский технологический лидер в этой области — компания Ballard Power Systems (ее штаб-квартира расположена в Барнеби, провинция Британская Колумбия). Ballard давно и довольно успешно занимается разработкой и производством различных модулей из топливных элементов, причем вплоть до недавнего времени, как и Hydrogenics, была больше известна своим активным взаимодействием с ведущими автоконцернами (Ford, DaimlerChrysler, Honda и др.). Однако новые технологические ветра, подувшие благодаря созданию Hydrogen Council и иже с ним, разумеется, не остались без внимания руководства этой компании, и Ballard сегодня уже замечен сразу в двух альтернативных проектах, упоминавшихся выше: кооперации с Siemens и с китайским CRRC Tangshan.

Отдельно стоит упомянуть о значительном интересе к перспективам водородного железнодорожного со стороны региональных властей канадской провинции Онтарио. Так, еще летом этого года министерство транспорта Онтарио официально высказала свое намерение запустить специальное исследование технологической целесообразности использования поездов, оснащенных водородными топливными элементами, в новом крупномасштабном проекте GO Transit Rail Network, предполагающем дальнейшее развитие железнодорожного сообщения в регионе Большого Торонто (на кону в этом проекте очень серьезные деньги — в ближайшие десять лет на него планируется выделить в общей сложности 13,5 млрд долларов).

И в ноябре в Торонто под совместным патронажем правительства Онтарио и регионального транспортного агентства Metrolinx был проведен международный симпозиум «Hydrail в Онтарио: анализ возможностей беспроводной электрификации», в котором приняли участие практически все главные законодатели мод в водородном сегменте желдоротрасли (в том числе, помимо местных производителей, европейские, китайские и японские компании).

Наконец, в прошлом месяце о своих планах по разработке гибридных ширококолейных локомотивов на топливных элементах мощностью 300 кВт заявило руководство индийской госкомпании Indian Railway. Непосредственным производителем этих новых локомотивов, согласно предварительным комментариям руководства Indian Railway, должна стать местная компания DMW (Diesel Loco Modernisation Works).

Не водородом единым

Впрочем, помимо нового водородного бума в железнодорожном транспорте в последнее время наметились признаки роста внимания к прочим альтернативным видам и источникам топлива — благо электрифицированная железная дорога теоретически позволяет использовать самые разные варианты энергоподпитки подвижного состава, что, вообще говоря, и позволяет железнодорожникам успешно разыгрывать сегодня свою экологическую карту.

Так, только в минувшем ноябре мы обнаружили еще как минимум три интересных новостных сообщения об этих условных «прочих».

Во-первых, стоит упомянуть о новом пилотном проекте, запущенном 14 ноября государственной железнодорожной сетью Испании Renfe в кооперации с местными компаниями Gas Natural y Enagás. Испанцы планируют уже в декабре этого года испытать в провинции Астурия составы, оснащенные двигателями на сжиженном природном газе (LNG), и отмечают, что это будут первые испытания таких поездов в Европе.

На этом же LNG–направлении заметно дальше уже продвинулись американцы, испытывающие различные версии поездов на сжиженном природном газе уже на протяжении пятнадцати лет. И в ноябре американская региональная Florida East Coast Railway (FECR), сравнительно небольшой оператор железнодорожного сообщения в штате Флорида, официально объявила, что полностью оснастила все свои локомотивы LNG-двигателями (ее составы курсируют исключительно между заводом по сжижению природного газа New Fortress в городе Хайлиа и двумя близлежащими портами, Майами и Эверглейдс).

И, наконец, наиболее интересным событием стало подписание в середине прошлого месяца контракта общей стоимостью 170 млн евро между немецкой государственной транспортной компанией Arriva (входит в состав Deutsche Bahn, DB) и швейцарским производителем железнодорожной техники Stadler Rail AG. Этот контракт предусматривает оснащение 18 подвижных составов последней двигателями, способными работать на биотопливе. В качестве биотоплива предполагается использовать гидрированное растительное масло (HVO). Новые биопоезда под игривым брендом Flirtino должны начать пассажирские перевозки в северной части Нидерландов уже в 2020 году.