© 2018–2019 Train and Brain
Наша рассылка позволит вам оперативнее узнавать о том, как меняется железнодорожный мир!
Вы будете получать уведомления о публикации новых статей
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Гремучая смесь
Сегодня на железных дорогах наблюдается самый масштабный всплеск интереса к биотопливу в истории. Современные технологии позволили приблизить характеристики экологичного горючего к традиционному, но непопулярному у зеленых дизелю. Как следствие, биотопливо заняло достойное место среди альтернативных источников энергии, тестируемых для рельсового транспорта.
Курс на декарбонизацию мировой экономики заставляет производителей искать все новые способы снизить выбросы углерода в атмосферу. Одним из решений стало появление топлива, производимого из природных возобновляемых продуктов. Эксперименты идут уже несколько десятилетий — появились транспортные средства, которые приводятся в движение биоуглем, биометаном. Сегодня самое распространенное топливо этой категории — биодизель, который создается в результате переработки масленичных культур. Подходят подсолнечное, соевое, рапсовое, арахисовое, льняное, пальмовое, кукурузное, конопляное, кунжутное и другие масла. Чаще всего используют рапс — самую дешевую из культур.
Вначале биодизель применяли преимущественно для заправки автомобильного транспорта. Зачастую автовладельцы просто создавали смесь: 20% биодизеля на 80% дизеля. Этот коктейль мог «переварить» любой серийный двигатель. Биодизель следующего поколения можно уже заливать в 100%-ном объеме, без внесения существенных изменений в конструкцию многих дизельных агрегатов.
Первые поезда на биотопливе появились в 2000-х. Было несколько ярких экспериментов. В 2007 году в Великобритании состоялась торжественная заправка британского королевского поезда биодизелем. Приблизительно в то же время в шведском Линчепинге запустили несколько поездов, заправленных биогазом (производится из сточных вод). Чуть позже экологичное горючее тестировали в Канаде, США, Индии. Чаще использовалась, разумеется, смесь биотоплива и традиционного горючего из нефти.
Вначале биодизель применяли преимущественно для заправки автомобильного транспорта. Зачастую автовладельцы просто создавали смесь: 20% биодизеля на 80% дизеля. Этот коктейль мог «переварить» любой серийный двигатель. Биодизель следующего поколения можно уже заливать в 100%-ном объеме, без внесения существенных изменений в конструкцию многих дизельных агрегатов.
Первые поезда на биотопливе появились в 2000-х. Было несколько ярких экспериментов. В 2007 году в Великобритании состоялась торжественная заправка британского королевского поезда биодизелем. Приблизительно в то же время в шведском Линчепинге запустили несколько поездов, заправленных биогазом (производится из сточных вод). Чуть позже экологичное горючее тестировали в Канаде, США, Индии. Чаще использовалась, разумеется, смесь биотоплива и традиционного горючего из нефти.
Фото: Pavel Chagochkin/Shutterstock/FOTODOM
Зеленые преимущества
По оценкам Агентства по охране окружающей среды (EPA), биодизельное топливо выделяет как минимум на 11% меньше окиси углерода и на 10% меньше твердых частиц, чем дизельное топливо. Оно нетоксично и поддается биологическому разложению. Кроме того, стоимость добычи биотоплива невысока. Так, с 1 га, засеянного рапсом, добывают порядка 1000 л рапсового масла. Его переработка с добавлением 110 кг спирта и 12 кг катализатора позволяет получить на выходе приблизительно 1100 л биодизеля.
Правда, биодизель при эксплуатации будет как минимум на 10% менее мощным, чем обыкновенный дизель, расход окажется выше на 20–40%. Такое топливо надо осторожно эксплуатировать при отрицательных температурах: биодизель, изготовленный из некоторых видов масла (например, соевого), может кристаллизироваться при температуре более чем –30 оС. Также это горючее имеет меньший срок хранения.
Несмотря на имеющиеся недостатки, постепенно к биотопливу стали присматриваться и производители локомотивов. Предусмотренное зеленым курсом ЕС переоснащение железнодорожной отрасли поездами, использующими альтернативные источники энергии, затянется на несколько десятилетий. Дизельные поезда на все это время останутся в строю. В то же время снижать выбросы СО2 надо уже сейчас.
Правда, биодизель при эксплуатации будет как минимум на 10% менее мощным, чем обыкновенный дизель, расход окажется выше на 20–40%. Такое топливо надо осторожно эксплуатировать при отрицательных температурах: биодизель, изготовленный из некоторых видов масла (например, соевого), может кристаллизироваться при температуре более чем –30 оС. Также это горючее имеет меньший срок хранения.
Несмотря на имеющиеся недостатки, постепенно к биотопливу стали присматриваться и производители локомотивов. Предусмотренное зеленым курсом ЕС переоснащение железнодорожной отрасли поездами, использующими альтернативные источники энергии, затянется на несколько десятилетий. Дизельные поезда на все это время останутся в строю. В то же время снижать выбросы СО2 надо уже сейчас.
SNCF Régiolis
Французский оператор SNCF в 2021 году начал использовать последнее поколение биотоплива B100 для заправки 15 поездов Régiolis (относятся к региональному классу TER — Transport Express Régional). Они курсируют на коммерческом маршруте Париж — Гранвиль.
B100 — самый распространенный на сегодняшний день биодизель. По итогам ряда исследований, в том числе американского Advanced Fuel Center 2020 года, B100 последних поколений после консультации с производителем можно использовать в чистом виде в дизельных двигателях в теплый период. В зимнее время топливо становится более вязким, в зависимости от исходного сырья, и, как следствие, возможны проблемы с обслуживанием. Чтобы их избежать, необходимо добавлять обычный дизель.
SNCF также привлек факт, что процесс заправки дизеля и B100 идентичен. Переобучение персонала не требуется. Сейчас решается вопрос о расширении числа биодизельных маршрутов во Франции.
B100 — самый распространенный на сегодняшний день биодизель. По итогам ряда исследований, в том числе американского Advanced Fuel Center 2020 года, B100 последних поколений после консультации с производителем можно использовать в чистом виде в дизельных двигателях в теплый период. В зимнее время топливо становится более вязким, в зависимости от исходного сырья, и, как следствие, возможны проблемы с обслуживанием. Чтобы их избежать, необходимо добавлять обычный дизель.
SNCF также привлек факт, что процесс заправки дизеля и B100 идентичен. Переобучение персонала не требуется. Сейчас решается вопрос о расширении числа биодизельных маршрутов во Франции.
Фото: Spech/Shutterstock/FOTODOM
DB Cargo HVO
Оператор DB Cargo летом 2021 года представил локомотив, работающий на экологически чистом топливе из отработанного гидроочищенного растительного масла (HVO). Оно синтетически производится путем гидроочистки из растительных масел или животных жиров. Фактически это самый современный на сегодня вид биодизеля. В DB Cargo утверждают, что локомотив, работающий на HVO, может минимизировать выбросы CO2 до 90% по сравнению с аналогичной моделью, заправленной горючим из нефтепродуктов. HVO можно использовать в чистом виде или создав смесь с традиционным красным дизельным топливом.
На тестовых заездах два грузовых локомотива Class 66 (66085 и 66077) совершили в общей сложности 19 рейсов между портом и новым заводом Maritime в Ист-Мидлендсе.
Пока опубликован лишь один маршрут поезда HVO. Он будет перевозить автомобили Toyota с британских заводов во Францию и в Чехию через туннель под Ла-Маншем, а на обратном пути будет импортировать модели и запчасти Toyota из Европы в Великобританию. Но предварительно подтверждено, что еще один такой поезд будет эксплуатироваться в Шотландии.
На тестовых заездах два грузовых локомотива Class 66 (66085 и 66077) совершили в общей сложности 19 рейсов между портом и новым заводом Maritime в Ист-Мидлендсе.
Пока опубликован лишь один маршрут поезда HVO. Он будет перевозить автомобили Toyota с британских заводов во Францию и в Чехию через туннель под Ла-Маншем, а на обратном пути будет импортировать модели и запчасти Toyota из Европы в Великобританию. Но предварительно подтверждено, что еще один такой поезд будет эксплуатироваться в Шотландии.
Фото: DB Cargo UK
FREIGHTLINER CLASS 66
Оператор Freightliner в 2021 году получил государственное финансирование для разработки двигателя, использующего несколько типов топлива, для локомотива грузового Class 66. Выбор той же модели локомотива, что и для проекта DB Cargo HVO, не случаен. Она перевозит более 80% грузов по железнодорожной сети Великобритании.
Предварительно объявлено, что локомотив оснастят двигателем с технологией точного впрыска Clean Air Power. Это позволит Class 66 ездить на сочетании дизельного топлива, биогаза и водорода. Решение Clean Air Power уже применяется в дорожной отрасли, но в секторе железнодорожных грузовых перевозок будет использовано впервые.
Все работы с локомотивами, статические испытания и сбор данных о выбросах будут проводиться на предприятии по техническому обслуживанию автомобилей в Лидсе. Продемонстрировать локомотив Freightliner обещает в 2022 году.
Предварительно объявлено, что локомотив оснастят двигателем с технологией точного впрыска Clean Air Power. Это позволит Class 66 ездить на сочетании дизельного топлива, биогаза и водорода. Решение Clean Air Power уже применяется в дорожной отрасли, но в секторе железнодорожных грузовых перевозок будет использовано впервые.
Все работы с локомотивами, статические испытания и сбор данных о выбросах будут проводиться на предприятии по техническому обслуживанию автомобилей в Лидсе. Продемонстрировать локомотив Freightliner обещает в 2022 году.
Фото: Kev Gregory/Shutterstock/FOTODOM
AB TRANSITIO BIODIESEL ELECTRIC
Весной 2021 года оператор AB Transitio заключил с машиностроительным концерном CAF контракт на производство восьми биодизель-электрических бимодальных поездов (bimodal biodiesel-electric). Поставка намечена на конец 2023 года. В договоре существует опция заказа еще семи моделей данного типа.
В CAF заверяют, что нашли способ использовать биотопливо в регионах с отрицательной температурой. При этом речь идет именно о заправке двигателя чистым биодизелем, а не смесью.
Новые поезда будут рассчитаны на работу в экстремальных погодных условиях от –40 до +40 оС. Использовать эти модели предполагается в четырех регионах Швеции: в графстве Йенчепинг, графстве Кальмар, Кроноберге и Блекинге.
CAF также обещает, что локомотивы будут иметь неплохие ходовые характеристики и разгонять поезда до 140 км/ч.
В CAF заверяют, что нашли способ использовать биотопливо в регионах с отрицательной температурой. При этом речь идет именно о заправке двигателя чистым биодизелем, а не смесью.
Новые поезда будут рассчитаны на работу в экстремальных погодных условиях от –40 до +40 оС. Использовать эти модели предполагается в четырех регионах Швеции: в графстве Йенчепинг, графстве Кальмар, Кроноберге и Блекинге.
CAF также обещает, что локомотивы будут иметь неплохие ходовые характеристики и разгонять поезда до 140 км/ч.
Фото: Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles, S.A. (CAF)
BIO ULTRA
Ultra Light Rail Partners в середине 2020 года продемонстрировала прототип поезда-вагона на биометане на испытательном стенде в Motorail в Уорикшире. В 2021 году компания получила грант на разработку модели, рассчитанной на 120 пассажиров. На маршрут выйдет поезд-вагон длиной около 20 м. Емкость баков обеспечит максимальный запас хода около 3200 км.
Раньше модели на биогазе не пользовались спросом из-за характерного резкого запаха паров, выделяемых двигателем. В Ultra Light Rail заверяют, что решили проблему. Другой недостаток биогаза — слабая мощность, поэтому производитель использовал современные материалы, чтобы облегчить поезд. Вагон оказался почти в два раза легче стандартного. Теперь он должен развивать скорость порядка 75 км/ч.
Раньше модели на биогазе не пользовались спросом из-за характерного резкого запаха паров, выделяемых двигателем. В Ultra Light Rail заверяют, что решили проблему. Другой недостаток биогаза — слабая мощность, поэтому производитель использовал современные материалы, чтобы облегчить поезд. Вагон оказался почти в два раза легче стандартного. Теперь он должен развивать скорость порядка 75 км/ч.
Фото: Ultra Light Rail Partners Ltd. Ulrpartners.co.uk
BUREF VALLEY HOMEFIRE
На железной дороге Bure Valley Railway (BVR) летом 2021 года прошли испытания нескольких видов биоугля: Homefire Ecoal50, Briteflame и Homefire Oval, представленных компанией CPL Industries.
По итогам тестов лучше всех проявил себя Homefire Ecoal50. Этот вид топлива на 50% состоит из измельченной оливковой шелухи, а на 50% — из традиционных твердых топливных мелкозернистых частиц.
Homefire Ecoal50 смог продемонстрировать такие же ходовые характеристики, как и обычный уголь, но выбросы углекислого газа при его переработке оказались на 40% ниже.
Briteflame показал 80–85% производительности угля, Homefire Oval — 95%.
По итогам тестов лучше всех проявил себя Homefire Ecoal50. Этот вид топлива на 50% состоит из измельченной оливковой шелухи, а на 50% — из традиционных твердых топливных мелкозернистых частиц.
Homefire Ecoal50 смог продемонстрировать такие же ходовые характеристики, как и обычный уголь, но выбросы углекислого газа при его переработке оказались на 40% ниже.
Briteflame показал 80–85% производительности угля, Homefire Oval — 95%.