Kun Yhdistyneen kuningaskunnan hallitus peruutti suunnitelmansa Walesin, Midlandsin ja Pohjois-Englannin läpi kulkevien rautatien sähköistämiseksi ja lopettaa Suuren länsimaisen rautatieverkon sähköistys, se päättyi ennenaikaisesti rautatieinvestointiohjelmaan, jota pidettiin yhtenä maan suurimmista viktoriaanisen aikakauden jälkeen. Mutta nyt hallitus ja junavalmistajat toivovat, että vety voisi olla vaihtoehto Britannian rautateiden sähköistämiselle.
Vetyjunat
Vetyjunat ovat jo korvanneet likaisemmat dieselmoottorit Saksassa, ja jotkut rautatieyhtiöt uskovat Ison-Britannian seuraavan esimerkkiä vuoteen 2022 mennessä. Uuden teknologian käyttöönottoon tarvitaan edelleen investointeja. Mutta ne voivat olla tärkeä askel kohti rautateiden hiilijalanjäljen vähentämistä.
Tällä hetkellä vain kolmasosa Yhdistyneen kuningaskunnan rautatieverkosta on sähköistetty, ja muutamia uusia raiteita on muutettu viime vuosina. Kun hallitus lopettaa verkon sähköistämisen, se kohtaa dilemman: Kuinka poistaa dieseljunajunat, jotka tuottavat hiilidioksidia ja muita haitallisia epäpuhtauksia?
Nykyinen strategia on ostaa bimodaalisia junia, jotka voivat vaihtaa dieseliin, kun he pääsevät tieltä ilman sähköä. Mutta tämä ei ratkaise ongelmaa sellaisenaan.
Jos muun verkon sähköistäminen vaikuttaa liian kalliilta, yksi mahdollinen vaihtoehto olisi sähköntuotanto junassa. Yksi tapa tehdä tämä on käyttää polttokennoja, joissa vetykaasu yhdistetään ilman hapen kanssa sähkön ja veden tuottamiseksi. Vety voi kuljettaa enemmän energiaa kuin saman painoiset paristot, mikä tarkoittaa, että polttokennojärjestelmät voivat olla kevyempiä. Lisäksi niiden tankkaaminen vie vähemmän aikaa kuin akkujen lataaminen, ja niiden valmistuksesta ei aiheudu yhtä korkeita ympäristökustannuksia.
Vetykaasu on puristettava säiliöihin, jotka yleensä sijaitsevat junan katolla. Mutta lisäämällä uusiutuva jarrujärjestelmä ylimääräisen pienen akun lataamiseksi vähentää vedyn määrää, jota tarvitaan junan käyttämiseen.
Mainosvideo:
Ilmajohtojen korkeat asennuskustannukset tarkoittavat, että vetyjunat ovat todennäköisesti edullisempi tapa sähköistää rautateitä, joilla on suhteellisen vähän liikennettä. On myös järkevää kokeilla vetyjunia odottamattomien ongelmien havaitsemiseksi. Laaja käyttö vaatii kuitenkin merkittäviä investointeja vedyn tuotantoon ja varastointiin. Koska vetyyn on rakennettu hyvin vähän rautateitä, on epäselvää, voidaanko säästää rahaa poistamalla suurten linjojen sähköistys, toimivatko mittakaavaedut.
Parempi ratkaisu voisi olla myös hybridi kaksitaajuusjunien kehittäminen, jotka voivat vaihtaa yläjohtojen sähkön ja polttokennojen välillä. Tämä sopii paremmin siltojen ja tunnelien läpi kulkeville rautatieverkoille.
Toinen vetypolttokennojen ongelma on, että polttoaine tuotetaan nyt metaanista (maakaasusta) käyttämällä metaanihöyryreformaatioksi kutsuttua prosessia, joka tuottaa myös suuret saannot erittäin myrkyllistä hiilimonoksidia. Se voidaan muuttaa hiilidioksidiksi, mutta silloin vetypolttoaine vaikuttaa edelleen kasvihuonekaasupäästöihin.
Puhdas vety
Ympäristöystävällinen tapa tuottaa vetyä on elektrolyysi, kun sähkövirta johdetaan veden läpi. Teoriassa voisit käyttää ylimääräistä tuulivoimaa (ja mahdollisesti aurinkoenergiaa) sähkön tuottamiseksi ja vedyn tekemiseksi uusiutuvaksi energialähteeksi. Ongelmana on, että elektrolyysilaitokset eivät todennäköisesti ole taloudellisia, jos ne eivät käy suurimman osan päivästä. Tämä tarkoittaisi, että kun heille ei tule ylimääräistä tuulta, he tarvitsevat säännöllistä sähköä verkosta, mikä tekee prosessista erittäin kalliita (eikä välttämättä uusiutuvaa).
Toinen vaihtoehto on "lämpökemiallisen" tuotantomenetelmän käyttö, johon sisältyy veden vuorovaikutus rikin ja jodin kanssa lämmön läsnä ollessa. Hyvä uutinen on, että menetelmästä tulee taloudellinen seuraavan kymmenen vuoden aikana, sukupolven IV ydinvoimalaitosten kehittämisen ansiosta. Näitä korkean lämpötilan pieniä modulaarisia reaktoreita kehitetään Kiinassa, Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Japanissa, mutta ei Yhdistyneessä kuningaskunnassa tai Euroopassa.
Huolimatta kaikista vedyn käytön rajoituksista liikenteen polttoaineena, koska yhä useammat maat (etenkin Japani) tekevät lisätutkimuksia vedyn talouden alalla, sen kustannukset vähenevät. Vety voi jopa korvata maakaasun pääkaasuputkissa, mikä auttaa myös vähentämään sen kuljetuskustannuksia.
Ilja Khel