Recientemente, la Administración Nacional de Ferrocarriles organizó la compilación de las "Normas administrativas para la renovación de los sistemas de energía de locomotoras diésel ferroviarias envejecidas" (en adelante, las "Normas") y actualmente está solicitando opiniones públicas sobre el borrador.
El artículo 3 de las Normas establece claramente que la renovación de los sistemas de energía de locomotoras diésel ferroviarias envejecidas implica reemplazar los sistemas de energía basados en combustibles fósiles de locomotoras diésel ferroviarias envejecidas por sistemas de energía como "sistema de motor diésel + batería eléctrica", "sistema de batería eléctrica" y "sistema de pila de combustible de hidrógeno + batería eléctrica", que ofrecen una mayor eficiencia energética y menores niveles de emisiones.
Con la introducción de estas Normas, el sistema ferroviario finalmente ha iniciado una transformación hacia las aplicaciones de energía de hidrógeno, siguiendo los pasos de los sectores de carreteras, aviación de baja altitud y vías navegables. ¡La pieza clave del sistema de transporte de energía de hidrógeno ya está en su lugar, y un cambio integral hacia la sustitución de energía de hidrógeno se está convirtiendo en una tendencia inevitable!
La inevitabilidad de la aplicación de la energía de hidrógeno en los ferrocarriles
1. Una elección inevitable para la innovación energética baja en carbono/cero carbono
Las locomotoras diésel envejecidas dependen de combustibles fósiles para su energía, lo que contribuye a más del 70 % de las emisiones totales de carbono del sistema ferroviario. Las locomotoras impulsadas por hidrógeno, accionadas por electricidad generada por pilas de combustible, solo producen agua como subproducto y emisiones. Cuando se combinan con hidrógeno verde (producido mediante electrólisis del agua utilizando energía renovable), pueden lograr una "operación cero carbono" durante todo su ciclo de vida. El tren de pila de combustible de hidrógeno Mireo Plus H, ya en operación por Deutsche Bahn (DB), cuenta con una autonomía de más de 1.000 kilómetros y reduce las emisiones en más del 90 % en comparación con las locomotoras diésel, proporcionando una referencia para el transporte de carga pesada de China y la renovación de electrificación de líneas ferroviarias remotas.
2. Superar las limitaciones geográficas en el suministro de energía ferroviaria
La electrificación ferroviaria requiere la instalación de sistemas de catenaria aérea. Dado el vasto territorio y los complejos entornos geográficos de China, que incluyen regiones montañosas, desiertos y desiertos de gobi, la construcción de sistemas de catenaria ferroviaria plantea importantes desafíos. Las locomotoras impulsadas por hidrógeno pueden alimentarse mediante tanques de almacenamiento de hidrógeno a bordo, lo que elimina la necesidad de depender de una red eléctrica fija. Esto las hace altamente adaptables a las regiones del noroeste y sudoeste de China, que son ricas en energía renovable pero tienen redes eléctricas débiles. Al utilizar energía renovable producida localmente para la producción de hidrógeno, se puede lograr un sistema de cierre de "producción local de hidrógeno - consumo de hidrógeno por locomotoras", lo que reduce los costos asociados con la transmisión de electricidad a larga distancia.
Ventajas centrales de las locomotoras impulsadas por hidrógeno
Las locomotoras impulsadas por hidrógeno poseen tres ventajas principales: gran autonomía y capacidad de carga, gran adaptabilidad ambiental y alta eficiencia de reabastecimiento de energía.
Gran autonomía y capacidad de carga: las pilas de combustible de hidrógeno tienen una densidad energética de 3-5 kWh/kg y una alta eficiencia energética general. La energía de hidrógeno del mismo volumen puede proporcionar a las locomotoras un suministro de energía más duradero y una mayor potencia de salida, mejorando su autonomía y capacidad de carga, lo que las hace adecuadas para el transporte de carga a larga distancia.
Gran adaptabilidad ambiental: el diseño de las pilas de combustible de hidrógeno, combinado con tanques de almacenamiento de hidrógeno aislados, permite que el sistema de energía de la locomotora funcione en una amplia gama de condiciones, adaptándose a diversas condiciones climáticas externas y entornos geográficos.
Alta eficiencia de reabastecimiento de energía: las locomotoras impulsadas por hidrógeno tienen un tiempo de repostaje corto, que puede completarse en cuestión de minutos. En comparación con las horas que se necesitan para cargar, esto es más adecuado para las demandas de "alta capacidad y alta velocidad" de los ferrocarriles troncales.
Mejora de la eficiencia económica de las estaciones de repostaje de hidrógeno
La modernización de las locomotoras impulsadas por hidrógeno puede impulsar cambios profundos en el sistema industrial de la energía de hidrógeno existente. La certeza de las rutas ferroviarias y la estabilidad del consumo de hidrógeno son ventajas que no se encuentran en otros escenarios, lo que permite una planificación y construcción unificadas. Compartir estaciones de repostaje de hidrógeno con vehículos de pila de combustible de hidrógeno y sistemas de tránsito ferroviario impulsados por hidrógeno puede lograr "operaciones sincronizadas de la red de hidrógeno", ampliar el tamaño del mercado de aplicaciones y reducir los costes de construcción de infraestructura. Esto mejorará aún más la eficiencia económica de la construcción y operación de estaciones de repostaje de hidrógeno, ayudando a que estas estaciones obtengan un mayor espacio de desarrollo en el mercado energético.
Doble valor de la "revolución del transporte + seguridad energética"
1. Reducción de carbono y mejora de la calidad, uso optimizado de la energía
La aplicación de sistemas de energía de hidrógeno reducirá gradualmente la dependencia del sistema ferroviario de los combustibles fósiles, marcando una transformación en la estructura energética de las locomotoras ferroviarias. Con el desarrollo de las tecnologías de aplicación de hidrógeno y las tecnologías de energía, las locomotoras ferroviarias impulsadas por hidrógeno complementarán las aplicaciones finales de la energía de hidrógeno en el sector del transporte, impulsando una revolución energética nacional más amplia en el transporte.
2. Remodelación del panorama del transporte de energía
Las locomotoras impulsadas por hidrógeno pueden transformar la "Transmisión de Electricidad de Oeste a Este" en "Transporte de Hidrógeno de Oeste a Este", ampliando significativamente el alcance del transporte de energía de hidrógeno a través del sistema ferroviario. En comparación con la transmisión de energía de ultra alta tensión, la eficiencia de conversión energética integrada de la producción, almacenamiento y transporte de energía de hidrógeno es mayor, y puede evitar el desperdicio de energía causado por las pérdidas de transmisión de energía a larga distancia (aproximadamente del 6 al 8 % para la transmisión de energía de ultra alta tensión).
El sistema ferroviario es un super escenario para las aplicaciones de energía de hidrógeno. La modernización de los sistemas de energía de locomotoras antiguas para su uso de hidrógeno ya ha enviado señales positivas. Una vez que la energía de hidrógeno se aplique a gran escala en las locomotoras ferroviarias, la demanda de mercado de energía de hidrógeno crecerá rápidamente, lo que inevitablemente conducirá a cambios profundos en toda la cadena industrial de producción, almacenamiento, transporte y utilización de hidrógeno.
