Baru-baru ini, Badan Perkeretaapian Nasional telah menyusun "Peraturan Administrasi tentang Renovasi Sistem Sumber Daya Tenaga untuk Lokomotif Diesel Kereta Api yang Sudah Tua" (selanjutnya disebut sebagai "Peraturan"), dan saat ini sedang mengumpulkan pendapat publik tentang rancangan peraturan tersebut.
Pasal 3 dari Peraturan tersebut dengan jelas menyatakan bahwa renovasi sistem sumber daya tenaga untuk lokomotif diesel kereta api yang sudah tua melibatkan penggantian sistem sumber daya tenaga berbahan bakar fosil pada lokomotif diesel kereta api yang sudah tua dengan sistem sumber daya tenaga seperti "sistem mesin diesel + baterai tenaga", "sistem baterai tenaga", dan "sistem sel bahan bakar hidrogen + baterai tenaga", yang menawarkan efisiensi energi dan tingkat emisi yang lebih baik.
Dengan diperkenalkannya Peraturan ini, sistem perkeretaapian akhirnya telah memulai transformasi menuju aplikasi energi hidrogen, mengikuti jejak sektor jalan raya, penerbangan rendah, dan jalur air! Kunci dari sistem transportasi energi hidrogen telah ditempatkan, dan pergeseran menyeluruh menuju substitusi energi hidrogen menjadi tren yang tak terelakkan.
Kewajaran Penerapan Energi Hidrogen dalam Perkeretaapian
1. Pilihan yang Tak Terelakkan untuk Inovasi Tenaga Rendah Karbon/Nol Karbon
Lokomotif diesel yang sudah tua bergantung pada bahan bakar fosil untuk tenaga, berkontribusi lebih dari 70% dari total emisi karbon sistem perkeretaapian. Lokomotif bertenaga hidrogen, yang digerakkan oleh listrik yang dihasilkan dari sel bahan bakar, hanya menghasilkan air sebagai produk sampingan dan emisi. Ketika dipasangkan dengan hidrogen hijau (yang diproduksi melalui elektrolisis air menggunakan energi terbarukan), lokomotif tersebut dapat mencapai "operasi nol karbon" sepanjang siklus hidupnya. Kereta api sel bahan bakar hidrogen Mireo Plus H, yang sudah beroperasi oleh Deutsche Bahn (DB), memiliki jarak tempuh lebih dari 1.000 kilometer dan mengurangi emisi lebih dari 90% dibandingkan dengan lokomotif diesel, memberikan referensi untuk transportasi barang berat dan renovasi elektrifikasi jalur kereta api terpencil di Tiongkok.
2. Mematahkan Batasan Geografis dalam Pasokan Energi Perkeretaapian
Elektrifikasi perkeretaapian memerlukan pemasangan sistem kabel udara. Mengingat wilayah China yang luas dan lingkungan geografisnya yang kompleks, termasuk kawasan pegunungan, gurun, dan gurun gobi, pembangunan sistem kabel atas kereta api menimbulkan tantangan besar. Lokomotif bertenaga hidrogen dapat didukung oleh tangki penyimpanan hidrogen yang terpasang di atas lokomotif, sehingga tidak perlu bergantung pada jaringan listrik tetap. Hal ini membuat lokomotif tersebut sangat cocok untuk digunakan di wilayah barat laut dan barat daya China yang kaya akan energi terbarukan tetapi memiliki jaringan listrik yang lemah. Dengan memanfaatkan energi terbarukan yang diproduksi secara lokal untuk produksi hidrogen, sistem tertutup "produksi hidrogen lokal - konsumsi hidrogen lokomotif" dapat dicapai, sehingga mengurangi biaya yang terkait dengan transmisi listrik jarak jauh.
Keunggulan Utama Lokomotif Bertenaga Hidrogen
Lokomotif bertenaga hidrogen memiliki tiga keunggulan utama: daya jelajah dan kapasitas muatan yang kuat, kemampuan adaptasi lingkungan yang baik, serta efisiensi pengisian energi yang tinggi.
Daya Jelajah dan Kapasitas Muatan yang Kuat: Sel bahan bakar hidrogen memiliki kepadatan energi sebesar 3-5kWh/kg dan efisiensi energi keseluruhan yang tinggi. Energi hidrogen dengan volume yang sama dapat memberikan pasokan listrik yang lebih tahan lama dan output daya yang lebih tinggi kepada lokomotif, sehingga meningkatkan daya jelajah dan kapasitas muatannya, sehingga cocok untuk transportasi barang jarak jauh.
Kemampuan Adaptasi Lingkungan yang Baik: Desain sel bahan bakar hidrogen yang dikombinasikan dengan tangki penyimpanan hidrogen yang terisolasi memungkinkan sistem tenaga lokomotif untuk beroperasi dalam berbagai kondisi, beradaptasi dengan berbagai kondisi iklim eksternal dan lingkungan geografis.
Efisiensi Pengisian Energi yang Tinggi: Lokomotif bertenaga hidrogen memiliki waktu pengisian bahan bakar yang singkat, yang dapat diselesaikan dalam beberapa menit saja. Dibandingkan dengan beberapa jam yang dibutuhkan untuk pengisian daya, hal ini lebih cocok untuk memenuhi kebutuhan "kapasitas tinggi dan kecepatan tinggi" jalur kereta api utama.
Meningkatkan efisiensi ekonomi stasiun pengisian bahan bakar hidrogen
Modifikasi lokomotif bertenaga hidrogen dapat mendorong perubahan mendalam dalam sistem industri energi hidrogen yang ada. Kepastian rute kereta api dan stabilitas konsumsi hidrogen adalah keuntungan yang tidak ditemukan dalam skenario lain, sehingga memungkinkan untuk perencanaan dan pembangunan yang terpadu. Berbagi stasiun pengisian hidrogen dengan kendaraan sel bahan bakar hidrogen dan sistem transit rel bertenaga hidrogen dapat mencapai "operasi jaringan hidrogen yang sinkron," memperluas ukuran pasar aplikasi, dan mengurangi biaya pembangunan infrastruktur. Hal ini akan lebih meningkatkan efisiensi ekonomi pembangunan dan operasi stasiun pengisian hidrogen, membantu stasiun pengisian hidrogen memperoleh ruang pengembangan yang lebih besar di pasar energi.
Nilai ganda dari "revolusi transportasi + keamanan energi"
1. Pengurangan karbon dan peningkatan kualitas, penggunaan energi yang dioptimalkan
Penerapan sistem tenaga hidrogen akan secara bertahap mengurangi ketergantungan sistem kereta api pada bahan bakar fosil, menandai transformasi dalam struktur energi lokomotif kereta api. Dengan perkembangan teknologi aplikasi hidrogen dan teknologi tenaga, lokomotif kereta api bertenaga hidrogen akan melengkapi aplikasi penggunaan akhir energi hidrogen di sektor transportasi, mendorong revolusi energi transportasi nasional yang lebih luas.
2. Membentuk ulang lanskap transportasi energi
Lokomotif bertenaga hidrogen dapat mengubah "Transmisi Listrik Barat-ke-Timur" menjadi "Transportasi Hidrogen Barat-ke-Timur," secara signifikan memperluas jangkauan transportasi energi hidrogen melalui sistem kereta api. Dibandingkan dengan transmisi listrik tegangan sangat tinggi, efisiensi konversi energi terintegrasi dari produksi, penyimpanan, dan transportasi energi hidrogen lebih tinggi, serta dapat menghindari pemborosan energi yang disebabkan oleh kerugian transmisi listrik jarak jauh (sekitar 6-8% untuk transmisi listrik tegangan sangat tinggi).
Sistem kereta api adalah skenario super untuk aplikasi energi hidrogen. Retrofit penghidrogenan sistem tenaga lokomotif lama telah mengirimkan sinyal positif. Setelah energi hidrogen diterapkan secara besar-besaran pada lokomotif kereta api, permintaan pasar untuk energi hidrogen akan tumbuh dengan cepat, yang pasti akan menyebabkan perubahan mendalam di seluruh rantai industri produksi, penyimpanan, transportasi, dan pemanfaatan hidrogen.
