США: Компания OptiFuel Systems объявила о проработке проекта локомотива мощностью 4100 кВт, который будет иметь тягу от возобновляемого природного газа (RNG), получаемого из биологических отходов. Для него также проектируется бустерная секция мощностью 1850 кВт с запасом топлива 28 м3 в дизельном эквиваленте.
Ключевой особенностью разрабатываемого локомотива станет модульная конструкция. На раму должны монтироваться быстросъемные модули с различными вариантами силовых установок, баллонами с газом, а также тяговыми преобразователями и блоком вспомогательных тяговых аккумуляторов. Они будут оснащены замками стандарта ISO, их монтаж или замену планируется производить обычным вилочным погрузчиком. Главным преимуществом этой технологии заявляется взаимозаменяемость между локомотивами разных типов (от небольших маневровых до магистральных) с унификацией узлов и компонентов до 90%. OptiFuel утверждает, что это упростит и удешевит обслуживание, а также снизит общую стоимость локомотива за счет стандартизации и крупносерийного производства.
Локомотив предполагается оснастить 10 силовыми модулями, выполненными по разработанной OptiFuel технологии Quick-Power. Предлагается три варианта исполнения силовых установок:
-
- дизельный двигатель Cummins X15N мощностью 375 кВт, работающий на RNG;
- водородные топливные элементы Ballard мощностью 300 кВт;
- дизельный двигатель Cummins X15H мощностью 390 кВт, работающий на водороде.
В настоящее время компания реализует первый вариант. Как пояснил президент OptiFuel Скотт Майерс, такое решение было принято на основе опыта модернизации тепловозов под водородную тягу для калифорнийской Sierra Northern. «Мы считаем, что RNG является предпочтительным для магистральных локомотивов с нулевым уровнем выбросов по совокупности нескольких факторов: физики хранения энергии, общих эксплуатационных затрат, эксплуатационных рисков, доступности топлива и стоимости в течение следующих 20 лет, — говорит он. — Магистральный локомотив мощностью 4500 л.с. требует непрерывной высокой мощности в течение многих часов, что невозможно реализовать ни на аккумуляторных электровозах, ни на локомотивах с водородными топливными элементами». В официальном сообщении OptiFuel не раскрывает, предполагает ли данный проект модернизацию действующих локомотивов или выпуск совершенно нового подвижного состава. ДОПОЛНЕНО 08/02/2024: Позднее в OptiFuel сообщили на странице ROLLINGSTOCK в LinkedIn, что разрабатываемое решение предполагается и для локомотивов, проходящих модернизацию, и для новой техники.
Проект конструкции магистрального локомотива на биометане (увеличить). Источник: OptiFuel
Мощность нового локомотива должна составить 3750 кВт в продолжительном режиме, батарея литий-железо-фосфатных аккумуляторов позволит кратковременно увеличивать ее до 4100 кВт. Бустерная секция должна выдавать 1500 кВт в продолжительном режиме и 1850 кВт пиково. Запас хранящегося в баллонах под давлением 340 Атм биометана эквивалентен 28 м3 дизельного топлива.
По заявлению OptiFuel, за счет использования возобновляемого природного газа в качестве топлива проектируемый локомотив будет иметь нулевые выбросы оксидов азота и твердых частиц, а также низкие выбросы . При этом ожидается, что по стоимости топлива и запасу хода он будет эффективнее эксплуатируемых сейчас магистральных тепловозов на 25%.
Проект конструкции бустерной секции магистрального локомотива на биометане (увеличить). Источник: OptiFuel
Партнерами OptiFuel являются энергетическая компания GTI Energy и производители различных узлов и компонентов, в частности Cummins (дизельные двигатели), Luxfer Gas Cylinders (баллоны высокого давления), TMV Control Systems (системы контроля и диагностики), CAF (тяговые преобразователи), New York Air Brake (пневматические тормозные системы, входит в Knorr-Bremse) и другие.
Начало испытаний прототипа планируется на январь 2025 года, они будут проходить на полигоне Центра транспортных технологий Федеральной железнодорожной администрации (TTC FRA) в Пуэбло (штат Колорадо). Испытания продлятся 12 месяцев и будут частично профинансированы из гранта министерства энергетики США. С 2026 года OptiFuel планирует начать полномасштабное двухлетнее тестирование 10 предсерийных локомотивов и 5 бустерных секций по всей железнодорожной сети США, в ходе которого их суммарный пробег должен достичь 1 млн миль (1,6 млн км). Компания рассматривает возможность старта серийного производства в 2028 году, стоимость одного магистрального локомотива оценивается в $5,5 млн.
Развитие альтернативной безэмиссионной тяги в США стимулируется федеральными грантами и рядом местных законодательных инициатив. Так, Калифорния планирует с 2030 года запретить эксплуатацию дизельных тепловозов старше 23 лет, а с 2035 года весь новый подвижной состав на территории штата должен иметь нулевой уровень выбросов. В декабре 2023 года это решение закреплено поправками в федеральное законодательство, которые разрешили штатам самостоятельно устанавливать ограничения по выбросам.
Пока магистральные локомотивы с альтернативной тягой находятся в США на уровне единичных опытных образцов и проектов. Над гибридными и аккумуляторными локомотивами работают Wabtec и Progress Rail. В 2022 году грузовой перевозчик Union Pacific анонсировал модернизацию 6 тепловозов на гибридную тягу и постепенный переход на топливо из отработанных растительных масел. Также в 2023 году пассажирская Amtrak перевела 14 тепловозов Siemens Charger на биотопливо, ожидается, что это сократит выбросы СО2 на 60%.
Следите оперативно за новостями рынков подвижного состава в Telegram-канале ROLLINGSTOCK
