Recentemente, a Administração Nacional de Ferrovias organizou a compilação do "Regulamento Administrativo sobre a Renovação dos Sistemas de Energia para Locomotivas Diesel Ferroviárias Envelhecidas" (doravante designado por "Regulamento") e está agora a solicitar opiniões públicas sobre o projeto.
O Artigo 3.º do Regulamento afirma claramente que a renovação dos sistemas de energia para locomotivas diesel ferroviárias envelhecidas envolve a substituição dos sistemas de energia baseados em combustíveis fósseis dessas locomotivas por sistemas de energia como "motor diesel + sistema de bateria de potência", "sistema de bateria de potência" e "sistema de célula de combustível de hidrogênio + sistema de bateria de potência", que oferecem níveis superiores de eficiência energética e emissões.
Com a introdução deste Regulamento, o sistema ferroviário deu finalmente início a uma transformação rumo às aplicações de energia de hidrogênio, seguindo os passos dos setores rodoviário, de aviação de baixa altitude e fluvial! A peça-chave do sistema de transporte de energia de hidrogênio está no lugar certo, e uma mudança abrangente rumo à substituição por energia de hidrogênio está a tornar-se uma tendência inevitável.
A Inevitabilidade da Aplicação de Energia de Hidrogênio nas Ferrovias
1. Uma Escolha Inevitável para a Inovação de Energia de Baixo Carbono/Zero Carbono
As locomotivas diesel envelhecidas dependem de combustíveis fósseis para a sua energia, contribuindo para mais de 70% das emissões totais de carbono do sistema ferroviário. As locomotivas movidas a hidrogênio, impulsionadas por eletricidade gerada a partir de células de combustível, produzem apenas água como subproduto e emissões. Quando combinadas com hidrogênio verde (produzido através de eletrólise de água utilizando energia renovável), podem alcançar uma "operação zero carbono" ao longo de todo o seu ciclo de vida. O comboio de célula de combustível de hidrogênio Mireo Plus H, já em operação pela Deutsche Bahn (DB), possui uma autonomia de condução superior a 1.000 quilómetros e reduz as emissões em mais de 90% em comparação com as locomotivas diesel, fornecendo uma referência para o transporte de carga pesada da China e a renovação da eletrificação de linhas ferroviárias remotas.
2. Quebrando as Limitações Geográficas no Fornecimento de Energia Ferroviária
A eletrificação ferroviária exige a instalação de sistemas de catenária aérea. Dado o vasto território e os complexos ambientes geográficos da China, incluindo regiões montanhosas, desertos e desertos de gobi, a construção de sistemas de catenária ferroviária representa desafios significativos. Os locomotivos movidos a hidrogênio podem ser alimentados por tanques de armazenamento de hidrogênio a bordo, eliminando a necessidade de dependência de uma rede elétrica fixa. Isso os torna altamente adaptáveis às regiões do noroeste e sudoeste da China, que são ricas em energia renovável, mas têm redes elétricas fracas. Ao utilizar energia renovável produzida localmente para a produção de hidrogênio, pode-se alcançar um sistema de circuito fechado de "produção local de hidrogênio - consumo de hidrogênio por locomotivas", reduzindo os custos associados à transmissão de energia elétrica de longa distância.
Principais Vantagens dos Locomotivos Movidos a Hidrogênio
Os locomotivos movidos a hidrogênio possuem três grandes vantagens: grande autonomia e capacidade de carga, forte adaptabilidade ambiental e alta eficiência de reabastecimento de energia.
Grande Autonomia e Capacidade de Carga: As células de combustível de hidrogênio têm uma densidade energética de 3-5 kWh/kg e alta eficiência energética global. A energia de hidrogênio do mesmo volume pode fornecer às locomotivas um fornecimento de energia mais duradouro e uma saída de potência mais alta, aumentando sua autonomia e capacidade de carga, tornando-as adequadas para o transporte de carga de longa distância.
Forte Adaptabilidade Ambiental: O design das células de combustível de hidrogênio combinado com tanques de armazenamento de hidrogênio isolados permite que o sistema de energia da locomotiva opere em uma ampla variedade de condições, adaptando-se a várias condições climáticas externas e ambientes geográficos.
Alta eficiência de reabastecimento de energia: Os locomotivos movidos a hidrogênio têm um tempo de reabastecimento curto, que pode ser concluído em poucos minutos. Em comparação com as várias horas necessárias para o carregamento, isso é mais adequado para as demandas de "alta capacidade e alta velocidade" das ferrovias principais.
Aumentando a eficiência econômica dos postos de abastecimento de hidrogênio
A modernização dos locomotivos movidos a hidrogênio pode impulsionar mudanças profundas no sistema existente da indústria de energia de hidrogênio. A certeza das rotas ferroviárias e a estabilidade do consumo de hidrogênio são vantagens não encontradas em outros cenários, permitindo um planejamento e uma construção unificados. Compartilhar postos de abastecimento de hidrogênio com veículos a célula de combustível de hidrogênio e sistemas de trânsito ferroviário movidos a hidrogênio pode alcançar "operações sincronizadas da rede de hidrogênio", expandir o tamanho do mercado de aplicações e reduzir os custos de construção de infraestrutura. Isso aumentará ainda mais a eficiência econômica da construção e operação de postos de abastecimento de hidrogênio, ajudando-os a ganhar maior espaço de desenvolvimento no mercado energético.
Valor duplo de "revolução nos transportes + segurança energética"
1. Redução de carbono e melhoria da qualidade, uso otimizado da energia
A aplicação de sistemas de energia de hidrogênio reduzirá gradualmente a dependência do sistema ferroviário de combustíveis fósseis, marcando uma transformação na estrutura energética das locomotivas ferroviárias. Com o desenvolvimento das tecnologias de aplicação e de energia de hidrogênio, as locomotivas ferroviárias movidas a hidrogênio complementarão as aplicações de uso final da energia de hidrogênio no setor de transportes, impulsionando uma revolução energética mais ampla nos transportes nacionais.
2. Remodelando o cenário do transporte de energia
As locomotivas movidas a hidrogênio podem transformar a "Transmissão de Energia Elétrica de Oeste para Leste" em "Transporte de Hidrogênio de Oeste para Leste", expandindo significativamente o alcance do transporte de energia de hidrogênio através do sistema ferroviário. Em comparação com a transmissão de energia de ultra-alta tensão, a eficiência de conversão integrada de energia na produção, armazenamento e transporte de hidrogênio é maior, podendo evitar o desperdício de energia causado por perdas de transmissão de energia de longa distância (aproximadamente 6-8% para a transmissão de energia de ultra-alta tensão).
O sistema ferroviário é um super cenário para aplicações de energia de hidrogênio. A retrofit para hidrogenação de sistemas de energia de locomotivas antigas já enviou sinais positivos. Uma vez que a energia de hidrogênio for aplicada em grande escala nas locomotivas ferroviárias, a demanda de mercado por energia de hidrogênio crescerá rapidamente, levando inevitavelmente a mudanças profundas em toda a cadeia industrial de produção, armazenamento, transporte e utilização de hidrogênio.
