• Ставка на полувагон
    1455
    8.7 %
    руб./сут.
    октябрь 2021
  • Индекс качества II КВАРТАЛ 2021Г. - 64 баллa
  • Финансы USD ЦБ РФ 70.86 0 EUR ЦБ РФ 82.5 0
    BTC 62807.79 usd BTC 4398429.53 rub
+7 (812) 418-34-95 Санкт-Петербург       +7 (495) 984-54-41 Москва
01.09.2021 10:11:44
ЖД Транспорт / Комментарии
РЖД-Партнер

Водородная или газовая тяга: что выгоднее, дешевле и лучше для инфраструктуры?

14 июля Еврокомиссия представила план EU Green Deal, который предполагает сокращение вредных выбросов в атмосферу на 55% к 2030 году по сравнению с 1990-м. Одной из климатических мер стал механизм трансграничного углеродного регулирования.
Водородная или газовая тяга: что выгоднее, дешевле и лучше для инфраструктуры?
Для достижения этих целей обсуждается использование новых видов тяги – природный газ, водород, накопители энергии, биодизель и т. д. Но каких инвестиций требует производство и эксплуатация тяги на новых видах топлива? И главное – что препятствует революционному шагу в этом вопросе? Ответы на эти вопросы попытались найти участники дискуссии «От нулевого спроса к «нулевому выбросу» в рамках прошедшего на днях международного железнодорожного салона пространства 1520 «PRO//Движение.Экспо».

Цель поставлена, единство не достигнуто

Достижение углеродной нейтральности – цель ОАО «РЖД» в долгосрочной перспективе, отмечает руководство компании. Позиция монополии четкая: холдинг, как говорит генеральный директор – председатель правления ОАО «РЖД» Олег Белозеров, заинтересован в покупке современного подвижного состава, соответствующего требованиям экологии, и в разработке ранее не выпускавшихся типов силовых тяговых установок. Один из реализуемых на сегодня проектов – организация на острове Сахалин пассажирского железнодорожного сообщения поездами с водородными топливными элементами. Напомним, что в 2019 году РЖД, «Росатом», ТМХ и власти Сахалинской области подписали соответствующее соглашение. В планах ТМХ – начать пассажирское сообщение на водородных поездах на Сахалине в 2024 году.

Кроме того, идет работа по развитию газовой тяги. «РЖД совместно с ВНИКТИ и ВНИИЖТ реализует программу модернизации существующего парка магистральных грузовых и маневровых тепловозов с переводом дизельного двигателя на работу по газодизельному циклу. Завершение работы над конструкторской документацией ожидается в 2022 году», – говорит и. о. заместителя генерального директора – главного инженера ОАО «РЖД» Владимир Андреев.

Использование новых типов подвижного состава планируется на Дальнем Востоке, в курортных и популярных среди туристов регионах страны, в городских агломерациях.

Ожидается, что в следующем году пройдут испытания контрольной партии из пяти локомотивов на литий-ионных аккумуляторных батареях.

Все эти проекты В. Андреев называет «живыми и настоящими». Но сами производители и эксперты обозначают проблемы, замедляющие активное и быстрое внедрение тяги на альтернативном топливе. Как следствие – единого мнения о том, что лучше – водород или газ, на рынке нет.

Кто от кого в отрыве?

Сегодня водород – самое энергоемкое и легкое вещество из всех видов топлива. И получать его можно практически из любого углеводородного топлива: бензина, дизельного топлива или пропан-бутановых смесей. Но для развития водородной энергетики на государственном уровне решения требует вопрос, в каком виде доставлять водород к месту его получения.

Осенью 2017 года на железнодорожном вокзале Вольфсбурга в Германии был представлен первый в мире поезд на водородном топливе, запущенный в серийное производство. Региональный поезд Coradia iLint был разработан французской машиностроительной компанией Alstom.

В России 9 августа правительство РФ утвердило концепцию развития водородной энергетики в России. Первый ее этап рассчитан на 3,5 года. Он предполагает создание профильных кластеров и реализацию пилотных проектов по производству и экспорту водорода, а также применение водородных энергоносителей на внутреннем рынке.

По мнению заместителя гендиректора по техническому развитию АО «Трансмашхолдинг» Александра Ермонского, в краткосрочной перспективе развиваться будет производство локомотивов, имеющих гибридные двигатели, в среднесрочной – газовые и в долгосрочной – водородные. «Сегодня самой перспективной является гибридная технология. Это то, что можно применять непосредственно сейчас, рассчитав плюсы и минусы и показав экономическую эффективность. Следующий этап развития – эффективно работающие газовые тепловозы. В первую очередь маневровые и далее – магистральные тепловозы», – отметил он.

А. Ермонский подчеркивает, что на данный момент водородная технология проигрывает дизелю как с точки зрения удельной тяги и удельного веса самой установки, так и с экономический точки зрения.

Как уже было отмечено, ТМХ сегодня работает над проектом рельсового автобуса на водороде. Но, по мнению генерального директора ООО «Криомаш – Балашихинский завод криогенного машиностроения» Кирилла Лятса, проект на Сахалине – крайне неэффективная технология с точки зрения парниковых газов. «Это будет намного более опасное использование водорода, чем СПГ. Сегодняшние практики компании Exxon Mobil в Австралии показывают, что более 50% СО2 при получении водорода невозможно закачать в пласт. Австралийское правительство выделило грант на такого рода установку, но у Exxon не получилось, и они выплатили компенсацию. То есть нет позитивного опыта. Соответственно, Сахалин может стать вулканом по извержению парниковых газов, получая водород», – заявил К. Лятс.

При этом он подчеркивает, что только водород, получаемый электролизом из воды, может быть на 100% экологически чистым с точки зрения парниковости. Но пока этого нет, СПГ является достаточно эффективным решением для локомотивов.

«Но если у локомотива выбросы метана более чем 4% от объема, заряжаемого в бак, то даже СПГ-локомотив становится более опасным в плане выброса парникового газа, чем дизельный локомотив, потому что соотношение выбросов метана в атмосферу к СО2 – это как 25 к 1», – говорит спикер.

Кроме того, ТМХ сегодня совместно с РЖД и «Роснано» приступили к проектированию электровоза с аккумуляторной тягой. В 2013 году Брянский машиностроительный завод (входит в ЗАО «ТМХ») выпустил ТЭМ19 – шестиосный маневровый тепловоз с газопоршневым двигателем. Сегодня проектируется модификация газового тепловоза ТЭМ29.

Также на Брянском заводе планируется освоить выпуск ТЭМ23. Это новейший четырехосный, двухдизельный маневровый тепловоз модульной конструкции, оборудованный двумя дизельными двигателями мощностью 309 или 368 кВт каждый – в зависимости от исполнения тепловоза.

Другой производитель – АО «Синара – Транспортные машины» – в 2011 году представил проект первого в России локомотива с гибридной силовой установкой – инновационный маневровый тепловоз SinaraHybrid. Следующий знаковый проект – магистральный двухсекционный газотурбовоз (локомотив с газотурбинным двигателем) ГТ1. Это самый мощный газотурбовоз в мире.

«С точки зрения перевода на новый технологический уклад мы развиваем новый подход в части наших продуктовых линеек. Две основные продуктовые линейки – малый маневровый локомотив – в 2022 году представим РЖД и также делаем специальную версию для промтранспорта», – говорит заместитель директора центра по перспективным разработкам СТМ Леонид Кузнецов.

На основе новой магистральной платформы локомотива 2Т35А также прорабатывается три альтернативных варианта тяги. С 2022 по 2027 год «Синара» выводит на рынок новую линейку продуктов – на основе как газа, так и водорода.

Газовые перспективы

По словам участников дискуссии, локомотивы, работающие на СПГ, должны быть идеальными с точки зрения потребления газов без выброса в атмосферу. Не должно быть никаких утечек и аварий на магистральных газопроводах.

Сегодня ведущие российские компании ведут разработки газомоторных локомотивов в двух направлениях: газотурбовозы, где используется газотурбинный двигатель, и газотепловозы, оборудованные газопоршневым двигателем. Но на сети сегодня эксплуатируются только два газотурбовоза.

В. Андреев говорит, что проблема – в производстве газовой турбины. «Производитель не в состоянии поставить в том объеме, который нам необходим. Он не закроет проблему на БАМу. Поэтому сейчас мы и обсуждаем более реализуемые двигатели», – говорит он.

В продолжение А. Ермонский обращает внимание на то, что производство газовой тяги стоит дороже. «Есть дилемма – как получить эффект от внедрения инновационной техники? Нужен инновационный тепловоз, но как экономически обосновать его цену и как сделать этот проект выгодным для производителей и заказчика – сложный вопрос», – сказал он.

С учетом всех проблем внедрения транспорта на газе, по мнению некоторых участников рынка, будущее – за электронакопителями для всех больших видов транспорта.

«Более 10 лет идет проект газификации транспорта «Газпрома», но ничего практически не газифицировано в России. А для сравнения: в Китае – сотни тысяч машин. Москва сразу перешла на электробусы, минуя стадию перехода на газ. Если государство не обратится к частным компаниям по созданию инфраструктуры и хабов СПГ, мы ничего не достигнем. Частная инициатива должна быть везде. Иначе ничего развиваться не будет – ни газовая, ни водородная инфраструктура», – высказывается К. Лятс.

На цену вопроса внедрения газовой тяги обращает внимание и президент Национального исследовательского центра перевозок и инфраструктуры Павел Иванкин. РЖД, как они сами отмечают, готовы использовать газотурбовозы, но вопрос в стоимости топлива. По существующей сегодня формуле дальнейшее тиражирование этой технологии на сеть приостановлено. «РЖД – это естественная монополия, цены на услуги которой контролируются государством. И несмотря на то, что у РЖД есть интересный посыл и готовность впитывать новые технологии, эти технологии в первую очередь должны снижать эксплуатационные затраты», – говорит П. Иванкин.

Но производителям сегодня не хватает финансовых ресурсов, для того чтобы сделать инновационную технику, а РЖД – вложиться в эти испытания и получить какой-то эффект. «Поэтому пока эта цепочка не срастется, наш диалог будет идти от нулевого спроса. Для того чтобы прийти к нулевым выбросам, нужно отойти от нулевого спроса», – комментирует эксперт.

О том, что газовые технологии при производстве локомотивов не позволят достичь абсолютно нулевого выброса СО2, и поэтому следует обратить внимание на электроэнергию, считает и директор бизнес-подразделения «Подвижной состав» ООО «Сименс Мобильность» Дмитрий Кузнецов. «Стоит развивать электрическую зеленую генерацию – ветровую солнечную энергию. Возобновляемые источники энергии должны быть базой для этого нулевого выброса на железной дороге. В нашей стране есть огромный потенциал развития для этого», – говорит спикер. В пример он приводит Германию, где для аккумуляторных и водородных поездов строится необходимая инфраструктура – ветро- и солнечные установки.

Сегодня Россия в целом и РЖД в частности наблюдают устойчивый тренд на электрификацию большой части железных дорог. И, как говорят и производители, и эксперты, этот тренд постоянный.

Нельзя зацикливаться

В июле прошлого года Евросоюз принял стратегию внедрения возобновляемого водорода.

На этапе с 2025 по 2030 год водород должен стать неотъемлемой частью интегрированной энергосистемы, в которой мощности по электролизу возобновляемого водорода составят минимум 40 ГВт.

Первый заместитель генерального директора – главный инженер АО «ВНИКТИ» Юрий Бабков отмечает, что нужно разграничивать вопросы углеродного следа и экологичности как снижения объема вредных веществ NOx (оксиды азота), которые сопровождают процесс горения в двигателе внутреннего сгорания. И использование водорода нельзя рассматривать без изучения вопросов его производства. «Если смотреть с точки зрения экологичности, самый экологичный вид – водород. Потому что на выхлопе получается водяной пар, который, кстати, также является парниковым газом. Далее – где-то посередине находятся двигатели, работающие на газе. Можно сказать, что в сравнении с дизельными двигателями содержание NOx сокращается в 6 раз, СО2 – углеродный след – на 25%», – говорит Ю. Бабков.

Ученые института провели математическое моделирование и просчитали, какой углеродный след остается при перевозке поезда массой 7100 т на Восточном полигоне, на участке Таксимо – Комсомольск-на-Амуре. «Если взять за 100% выбросы тепловоза с дизельным двигателем, получилось, что 54% остается от водородного локомотива с КПД топливных ячеек 60% на сжиженном водороде, полученном методом парогазовой конверсии из метана. И 76% – от работы газопоршневого локомотива», – сообщил Ю. Бабков.

При этом, по его словам, один из главных вопросов, которые необходимо решить в РФ, – создание нормативной базы. Касательно СПГ она наработана, чего нельзя сказать о водороде, добавляют во ВНИКТИ.

При этом важно, как отмечает генеральный директор ИПЕМ Юрий Саакян, не зацикливаться на возобновляемых источниках энергии.

Несмотря на палитру мнений о приоритетности развития того или иного вида топлива, все участники сходятся в одном: для развития необходимы государственные инвестиции и поддержка таких проектов.

Генеральный директор ООО «ИнЭнерджи» Алексей Кашин на фоне тренда на климатические ограничения говорит о важности вопроса технологической связанности. «Мне кажется, что пик спроса на такие безуглеродные технологии еще впереди. Водородный локомотив в большом смысле еще только разгоняется», – резюмирует он.
Если Вы заметили ошибку, выделите, пожалуйста, необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редактору.




Читайте также

Выставка Конгресс Конференция Круглый стол Премия Саммит Семинар Форум Дискуссионный клуб
Индекс цитирования Рейтинг@Mail.ru

Copyright © 2002-2021 ООО «Редакция журнала «РЖД-Партнер»

При цитировании информации гиперссылка на ИА РЖД-Партнер.ру обязательна.

Использование материалов ИА РЖД-Партнер.ру в коммерческих целях без письменного разрешения агентства не допускается.

Свидетельство о регистрации СМИ ИА № ФС77-22819 от 11 января 2006 г., выдано Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия.

Любое использование материалов допускается только при наличии гиперссылки на ИА РЖД-Партнер.ру

Разработка сайта - iMedia Solutions