США: Крупнейшие американские производители ведут работы над несколькими моделями локомотивов, которые за счет альтернативных силовых установок предполагают значительное снижение вредных выбросов по сравнению с традиционной дизельной тягой. Издание Railway Age подробно изучило статус работы по этим проектам, а ROLLINGSTOCK выделили из этой публикации ключевое.
Аккумуляторный локомотив EMD Joule
Данный локомотив был представлен Progress Rail несколько лет назад. В линейку EMD Joule входит 5 моделей с мощностным рядом от 1500 до 5700 кВт, максимальной силой тяги в продолжительном режиме от 294 до до 690 кН, емкостью батарей от 4 до 14,5 МВт*ч, количеством осей от 4 до 8 единиц. Как заявляет производитель, емкость накопителей у восьмиосного локомотива модели SD70J-BB в 14,5 МВт*ч является самой большой на рынке. Также Progress Rail создала собственную систему зарядки.
Первым заказчиком стала бразильская горнодобывающая Vale, однако прототип изначально имел емкость батареи в 1,9 МВт*ч. Сейчас на заводе Progress Rail в бразильском Сети-Лагоасе заканчивается сборка двух локомотивов SD70J-BB. В этом году их должна получить компания Fortescue Metals Group для эксплуатации на линиях в регионе Пилбара в Западной Австралии.
Аккумуляторный локомотив Progress Rail для Vale. Источник: im-mining.com
Кроме того, 2 локомотива SD70J-BB заказала для испытаний австралийская горнодобывающая компания BHP. Как говорит старший вице-президент по международным продажам, технологиям и маркетингу Progress Rail Пол Дентон, тестирование запланировано в начале следующего года. В рамках него будет проверяться работа системы рекуперативного торможения. Она предполагает, что энергия накапливается при движении груженого состава по склону от разреза к порту и расходуется при обратной порожней перевозке. В то же время другая модель локомотива SD40JR для колеи 1000 мм и с емкостью батарей 4 МВт*ч сейчас проходит испытания в центре MxV Rail в американском Пуэбло. Она была заказана в ноябре 2020 года американской компанией Pacific Harbor Line, которая оказывает услуги маневровых работ на подъездных путях портов Калифорнии.
Гибридный локомотив GT38H
Гибридная силовая установка, в которой используется комбинация дизельных двигателей и аккумулятора, — еще одно решение от Progress Rail. Бразильская логистическая и транспортная компания Rumo в этом году примет поставку двух первых локомотивов этой серии. Их мощность не раскрывается.
Гибридный локомотив GT38H для Rumo. Источник: Progress Rail
Как объясняет директор по передовым технологиям в Progress Rail Майкл Кливленд, система аккумуляторов может быть дополнена водородным топливным элементом. Однако при равном объеме бака водород обеспечивает только 20% запаса хода по сравнению с дизелем, в связи с чем для эксплуатации на больших расстояниях ему потребуется тендер с дополнительным резервуаром.
Аккумуляторный локомотив FLXdrive
В 2020 году Wabtec представила проект аккумуляторного локомотива FLXdrive: его мощность заявлена на уровне 3200 кВт, а тяга на 100% обеспечивается накопителями энергии. Первый заказ на него сделал канадский перевозчик CN в ноябре 2021-го. В прошлом году году сообщалось о заказах от американской Union Pacific, а также от австралийских горнорудных холдингов Rio Tinto и BHP. Однако суммарный твердый заказ пока находится в пределах 20 машин. Также в прошлом году производитель подписал с национальным перевозчиком «Казахстан Темир Жолы» меморандум, предполагающий поставку 150 аккумуляторных маневровых локомотивов по технологии FLXdrive.
Аккумуляторный локомотив FLXdrive производства Wabtec. Источник: Wabtec
В 2020-2021 годах FLXdrive с емкостью батарей 2,4 МВт*ч проходил испытания на сети перевозчика BNSF в Калифорнии в составе поездов, включающих также пару тепловозов с дизелями Tier 4. По заявлению компании, замена одного тепловоза на аккумуляторный FLXdrive обеспечила экономию топлива на уровне 11%.
Как сообщает исполнительный вице-президент и технический директор Wabtec Эрик Гебхардт, это была первая версия машины. Вторая в количестве двух локомотивов с емкостью батарей 7 МВт*ч будет отправлена в конце этого года BHP для совместных испытанный с локомотивами SD70J-BB от Progress Rail. За ней должна последовать FLXdrive 2.5, в которой никель-марганцево-кобальтовые батареи будут заменены на никель-кобальт-марганец-алюминиевые производства Ultium Cells. По словам Гебхардта, аналогичные аккумуляторы используются в автомобилях Hummer. Их емкость будет более 8 МВт*ч.
Другие решения Wabtec
В настоящее время Wabtec также тестирует более 40 локомотивов, работающих на различных смесях топлива. Как заявляет Гебхардт, компания одобрила использование до 5% биодизеля и до 30% гидроочищенного растительного масла в топливных смесях. Однако в рамках этих испытаний планируется на следующем этапе довести долю биодизеля до 20%, а гидроочищенного растительного масла – до 100%. Кроме того, Wabtec работает над повышением эффективности и самого дизельного двигателя в части снижения расхода топлива и выбросов на 5%.
Дополнительно Wabtec разрабатывает два проекта по применению водорода для локомотивной тяги. Первый касается создания двухтопливного двигателя внутреннего сгорания, который позволит использовать водородно-дизельную смесь. В лаборатории Ок-Риджа уже установлен стенд для проведения работ по проекту.
Рендер проекта водородного локомотива Wabtec с тендером. Источник: Railway Age
Второй предусматривает внедрение водородных топливных элементов, обеспечивающих зарядку накопителей. Работы в этом направлении ведутся совместно с автомобильным производителем General Motors, который планирует наладить производство таких источников энергии в США совместно с японской Honda. Также, как и у Progress Rail, предполагается использование вагона-тендера для размещения 7 тыс. кг водорода, эквивалентного по содержанию энергии 18,9 тыс. литров дизельного топлива.
