Германия: На заводе производителя в Крефельде состоялась совместная с национальным перевозчиком Deutsche Bahn презентация двухвагонного поезда, а также мобильного прицепа для хранения водорода.
Предыстория и технологии
Разработку водородных топливных элементов для внедрения в тягу поездов Siemens и американская Ballard начали еще в конце 2017 года. Поддержку проекту под названием «H2goesRail» оказало министерство цифрового развития и транспорта BMDV, предоставив грант в размере €13,7 млн на разработку технологии.
Однако только в конце 2020 года машиностроитель и перевозчик Deutsche Bahn объявили о проектировании поезда с водородными топливными элементами. Siemens Mobility обязалась создать подвижной состав с гибридной тягой на базе своей новой платформы Mireo, а Deutsche Bahn – заправочную инфраструктуру, а также оборудовать депо в Ульме для обслуживания таких поездов.
Водород для проекта будет производиться на заводе DB Regio в Тюбингене с помощью электролиза. Его доставка до заправочных станций будет осуществляться в мобильных прицепах для хранения водорода. Стоит отметить, что головная Siemens также строит в Германии завод по производству «зеленого» водорода мощностью 1 350 тонн в год. Открытие площадки в Баварии планируется летом этого года.
Водородный поезд Mireo Plus H на заводе в Крефельде (вид сверху). Источник: Siemens
В Mireo Plus H будет применена силовая установка нового поколения: в топливном элементе от Ballard водород вступает в реакцию «холодного горения» с кислородом, в результате чего образуется вода и вырабатывается электроэнергия, которая заряжает литий-ионные аккумуляторы производства компании Saft и поддерживает работу бортовой системы. В свою очередь аккумуляторные батареи подают энергию на асинхронные генераторы, которые приводят в движение колеса, без помощи карданных валов. Предполагается два варианта силовой установки поезда: топливные элементы + аккумулятор и топливные элементы + аккумулятор + питание от сети.
Производитель называет ряд преимуществ такой силовой установки:
-
- Более высокая эффективность: топливные элементы обладают удвоенной удельной мощностью (общая мощность силовой установки составит 1700 кВт) и повышенным сроком службы (34 тыс. часов работы);
- Увеличенный запас хода: в двухвагонной компоновке поезда запас хода составит 800 км, в трехвагонной – 1 тыс. км;
- Сокращение затрат на техническое обслуживание: снижение эксплуатационных расходов до 45% за счет длительного срока службы топливных элементов и уменьшения расходов на ремонт;
- Разные способы зарядки тяговых аккумуляторов: от водородной силовой установки, контактной сети и энергии рекуперативного торможения;
- Быстрая заправка: инновационная технология позволяет заправить поезд водородом всего за 15 минут;
- Достижение максимальной скорости 160 км/ч при ускорении на уровне 1,1 м/с2;
- Экологичность: при использовании такого типа двигателя не выделяется CO2. Как отмечают в Siemens, замена дизель-поезда на Mireo Plus H при пробеге в 200 тыс. км дает снижение выбросов в 520 т CO2;
- Низкий уровень шума: водородная силовая установка значительно тише, чем двигатели внутреннего сгорания.
Резервуары для хранения водорода и схема их крепления на поезд. Источник: Siemens
Стоит обратить внимание на то, что два комплекта водородных топливных элементов установлены на крыше, в то время как аккумуляторы располагаются под полом. Перед создателями Mireo Plus H стояла задача по созданию компактных батарей большой мощности (более 1 МВт), которые можно было бы разместить в маленьком отсеке под полом. Этого удалось добиться за счет использования полупроводников из карбида кремния.
Схема расположения элементов тяговой силовой установки Mireo Plus H. Источник: Siemens
Испытания и контракты
Летом 2021 года Siemens Mobility достигла договоренности с региональным перевозчиком BRB о проведении испытаний двухвагонного Mireo Plus H на линии Аугсбург – Фюссен с середины 2023 года. Также в 2024 году запланировано проведение тестовой эксплуатации поезда с пассажирами между Тюбингеном, Хорбом и Пфорцхаймом. В течение года поезд должен пройти 120 тыс. км тестового пробега. В комментарии Reuters глава Siemens Мobility Михаэль Петер отмечал, что целевыми для поставок Mireo Plus H станут заказы по замене дизельных поездов от региональных перевозчиков, которые традиционно размещают лоты на закупки в объеме 10-50 поездов.
В феврале 2022 года Siemens Mobility получила первый заказ на водородные поезда Mireo Plus H. Производитель заключил с перевозчиком Niederbarnimer Eisenbahn (NEB) контракт на поставку и обслуживание 6 поездов с гибридной силовой установкой, включающей водородные топливные элементы и аккумуляторы, для эксплуатации в пригороде Берлина. Контракт также предусматривает опцион еще на 3 поезда. Подвижной состав должен быть поставлен в конце сентября 2024 года, услуги по техническому обслуживанию будут предоставляться до декабря 2034 года.
Платформа поездов Siemens Mireo разработана как продолжение линейки Desiro и включает в себя четыре модели поездов: базовый Mireo, «экономичный» Mireo Smart (электропоезд с невысокой ценой, заявляются меньшие издержки при сохранении уровня надежности), Mireo Plus B (аккумуляторный поезд с запасом хода 80 км) и Mireo Plus H.
(Основной конкурент
Siemens Mobility – второй производитель, представивший моторвагонный подвижной состав с водородной тягой. Другой игрок, Alstom, также ведет работы в этом направлении несколько лет. Первые два поезда Coradia iLint с водородными топливными элементами были введены в эксплуатацию в Германии в сентябре 2018 года. Сейчас в портфеле заказов французского производителя находится контракт на поставку 40 поездов Coradia iLint для различных регионов Германии, 14 поездов – для итальянского перевозчика FNM, и 12 4-вагонных поездов для регионов Франции (с опционом еще на 2 поезда). Успешные испытания Coradia iLint были проведены в Австрии, Нидерландах, Польше и Швеции. Недавно Alstom объявила о старте работ над водородными локомотивами.
