الهندسة والآليات > المركبات والآليات

أول قطار يعمل بالهيدروجين

تستخدمُ معظم مركبات السكك الحديدية الكهرباءَ للجر، وذلك إما من خلال البنية التحتية للكهرباء بجانب الطريق أو مجموعاتٍ من مولدات الديزل على متنها (1).

ولكن كهربة السكك الحديدية للقطارات ليست مُجدية ماليًّا لبعض خطوط السكك الحديدية، خصوصًا الخطوط الإقليمية ذات الكثافة المرورية المنخفضة (2).

يطلِقُ احتراق الديزل انبعاثات في مكان استخدامه، كجسيمات دقيقة وأكسيد النتروجين، وتخفيض هذه الانبعاثات أمرٌ موصى به في الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد الأوروبي. علاوةً على ذلك، يؤدي احتراق الهيدروكربونات إلى انبعاث غازات الاحتباس الحراري، وتستهدف بلدانٌ عدة حدَّ الانبعاثات هذه عبر خطط طموحة (1).

صُنِّفَ الهيدروجين قبل ثلاثين عامًا عنصرًا مهمًّا ولازمًا لنظام طاقةٍ مستدامٍ ومنزوع الكربون "لتوفير مصدر طاقة آمن ومُجدٍ اقتصاديًّا  وغير ملوث للبيئة"، ويرى رواد الطاقة اليوم الهيدروجين أنه ذو التأثير الأدنى بيئيًّا؛ إذ يعد أصغر مشكلة تواجه نظام الطاقة العالمي. ولا يزال الهيدروجين وقودًا عمليًّا بديلًا يَعِد بالكثير ليقدم القليل الثمين (2).

يمكن أن يؤدي الهيدروجين دورًا مهمًّا في مستقبل بيئي منخفضِ الكربون، من خلال موازنة الكهرباء بصفته ناقلَ طاقةٍ خاليًا من الكربون يسهُلُ تخزينه ونقله، وتأهيل نظام طاقة أكثر أمانًا مع تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، وتنويع مجالات استخدامه ليعمل في قطاعات النقل  والتدفئة والصناعة والكهرباء التي تمثّلُ ثلثّي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية (2). 

يمكن إنتاج الهيدروجين من عديد من المواد الأولية على غرار الكهرباء وعند استخدامه بصفته عنصرَ وقود فإنه يولِّد الكهرباء والحرارة، بينما ينتج عنه بخار ماء نقي. إضافة إلى ذلك، فقد ثَبُتَ أن مركبات السكك الحديدية التي تعمل بالهيدروجين قد تقلل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الإجمالية، ومن ثم فإن الهيدروجين بديلٌ جذابٌ للديزل للسكك الحديدية (1).

طرحت شركة Alstom قطار Coradia iLint للمرة الأولى في مؤتمر InnoTrans  في عام 2016 بمدينة برلين. الأمر الذي جعل Alstom أول مُصنّعي قطار ركاب يعتمد على تكنولوجيا الهيدروجين في العالم. وبعد عامين فقط في عام 2018 دخل Coradia iLint في الخدمة التجارية في ألمانيا (3).

يُعدُّ Coradia iLint قطار الركاب الأول في العالم الذي يعمل بالهيدروجين بوصفه عنصرَ وقود ينتج طاقة كهربائية للجر، ويصدر هذا القطار -العديم الانبعاثات- مستويات منخفضة من الضوضاء، إذ ينفث مجرد بخارٍ ومياه مكثفة. يعدُّ هذا القطار مميزًا لوجود مجموعةٍ من العناصر المختلفة المبتكرة به وهي: تحويل الطاقة النظيفة، والتخزين المرن للطاقة في البطاريات، والإدارة الذكية لقوة الجر والطاقة المتاحة (3).

المصادر:

1. Hoffrichter A, Hillmansen S, Roberts C. Conceptual Propulsion System design for a hydrogen‐powered regional train. IET Electrical Systems in Transportation. 2016;6(2):56–66.  [cited on 22 October 2022]. Available at: هنا

2. Staffell I, Scamman D, Velazquez Abad A, Balcombe P, Dodds PE, Ekins P, et al. The role of hydrogen and fuel cells in the global energy system. Energy & Environmental Science. 2019;12(2):463–91. [cited on 25 September 2022]. Available at: هنا

3. Alstom Coradia ilint – the world's 1st Hydrogen Powered Train [Internet]. Alstom. 2022 [cited 2022Oct25]. Available from: هنا