Аккумуляторы и водород могут заменить дизельное топливо при перевозке тяжелых грузов

Крупнейший грузовой оператор АВСТРАЛИИ Aurizon и Университет Квинсленда пришли к выводу, что сочетание аккумуляторов и водорода может реально заменить дизельную энергию на национальных маршрутах тяжелых грузовых перевозок в ближайшее десятилетие.

В статье, опубликованной в журнале Energy Storage, доктор Рут Ниббе и профессор Пол Михан из Школы машиностроения и горного дела университета сотрудничали с Aurizon для анализа железнодорожных коридоров по всей Австралии.

В документе продемонстрированы ограничения современных аккумуляторов с использованием реальных данных нескольких локомотивов, работающих в австралийских железнодорожных грузовых перевозках. Исследователи разработали энергетическую модель для оценки необходимой энергии и потенциальной регенерируемой энергии для каждого маршрута, при этом энергия, масса и стоимость тяговой и регенеративной батареи определяются с использованием данных энергетической модели в сочетании со спецификациями батареи.

Технико-экономическое обоснование использования литий-железо-фосфатных (LFP), никель-марганцево-кобальтовых (NMC) и литий-титан-оксидных (LTO) аккумуляторов в тяговых транспортных средствах большой грузоподъемности было рассмотрено с учетом стоимости, плотности энергии, продолжительности цикла и данных о локомотивах, при этом LFP был определен как наиболее подходящее текущее решение для батареи.

Дальнейшее изучение потребностей в энергии и связанных с ними ограничений массы/объема пришло к выводу, что для декарбонизации тяжеловесных железных дорог необходимы три платформы: аккумуляторный электровоз для потребления низкой энергии, который может быть соединен либо с аккумуляторным электрическим тендером для среднего потребления энергии, либо с аккумуляторным электрическим тендером для средних потребностей в энергии или электрический тендер на водородных топливных элементах для более высоких потребностей в энергии.

Перспективная технико-экономическая оценка платформ аккумуляторных батарей и водородных топливных элементов пришла к выводу, что самым дешевым решением для приложений с низким энергопотреблением является система, работающая только от аккумуляторов, и система аккумуляторов-водородов для высокоэнергетических задач.

«В 2020 году на железнодорожный транспорт пришлось около 3% мировых выбросов углерода, поэтому декарбонизация железных дорог сыграет важную роль в переходе Австралии на возобновляемые источники энергии», — говорит Книббе. «Но это сложно, поскольку длинные железнодорожные маршруты по всей стране требуют большого количества энергии и ограниченных возможностей для создания инфраструктуры подзарядки, а это означает, что всю энергию необходимо транспортировать на борту».

В исследовании изучались веса поездов и количество энергии, необходимое для перемещения полных грузов между шахтами и портами, а также такие варианты, как динамическое торможение, которое генерирует энергию при торможении.

«Хотя сверхмощные аккумуляторы открывают огромные возможности, позволяя улавливать энергию торможения, сохранение их охлаждения также является серьезной проблемой», — говорит она. «Бортовые аккумуляторы весят около 42 тонн, их необходимо хранить при безопасной температуре и не допускать преждевременного выхода из строя.

«Мы оценили потребности в энергии и охлаждении на каждом железнодорожном маршруте, а также доступные системы хранения энергии».

Исследователи обнаружили, что поезда с батарейным питанием могут заменить дизельные локомотивы на более коротких маршрутах с низким энергопотреблением, таких как 200-километровый коридор Гладстон-Моура в центральном Квинсленде.

Менеджер по декарбонизации парка Aurizon, г-н Роджер Бакли, сказал, что исследование является важной частью работы в стремлении Aurizon сократить выбросы углекислого газа во всем локомотивном парке компании.

«Мы стремимся построить более устойчивое будущее и уделяем особое внимание нашей цели — дальнейшему сокращению углеродного следа Aurizon, поскольку мы работаем над нулевыми эксплуатационными выбросами к 2050 году», — сказал он.

17 октября 2022 г.

2 мая 2023 г.

9 марта 2023 г.

25 января 2023 г.