Гремучая смесь

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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%.