Profesor Politechniki Krakowskiej: Musimy sięgnąć po ogniwa paliwowe

Bartosz Jakubowski, koordynator zespołu ekspertów ds. transportu Centrum Analiz Klubu Jagiellońskiego, moderujący dyskusję nt. wodoru na kolei podczas Kongresu Kolejowego, dociekał jaka jest różnica w efektywności energetycznej silnika klasycznego, elektrycznego oraz wodorowego.

Profesor Marek Brzeżański, kierownik Katedry Pojazdów Samochodowych na Politechnice Krakowskiej oszacował, że „sprawność współczesnych silników tłokowych osiąga w najlepszym momencie pracy ok. 42 procent”. – Podczas normalnej eksploatacji mówimy o sprawności przetwarzania energii wynoszącej nieco ponad 30 %. Sprawność w ogniwach zasilanych wodorem, wynosi średnio ok. 50 procent, czyli kilkanaście punktów procentowych więcej (od silników tradycyjnych – aut.), co w skali globalnej ma ogromne znaczenie – ocenił.

Naukowiec przypomniał, że część osób zapomina, że zasilanie wodorem jest elementem elektromobilności. – W przypadku „ciężkiego transportu”, jakim jest kolej, nie ma mowy o tym, żeby na odcinkach niezelektryfikowanych skorzystać z baterii, co w tej chwili stosujemy w niektórych samochodach. Klasycznie rozumiana elektromobilność ma zastosowanie w segmencie małych samochodów miejskich, które mogą zostać szybko naładowane. W przypadku kolei trzeba sięgnąć po wodór, nie ma lepszej alternatywy – uważa profesor.

Brzeżański podał przykład projektu badawczego, który był przygotowywany przez jedną z firm inżynierskich. – Chodziło o modernizację starej lokomotywy o mocy 2800 kW. Były dwie możliwości: zastąpić stary silnik nowym napędem dieslowskim, który będzie spełniał wymagania dotyczące emisji spalin i hałasu albo zastosować nowoczesne ogniwo paliwowe. Koszt zastosowania nowszego silnika diesla opiewał na ok. 2 mln euro, a budowy nowego ogniwa - niecałe 3 mln euro. Dzięki temu drugiemu rozwiązaniu, oprócz aspektu ekologicznego, można osiągnąć mniejsze wibracje, mniejszy hałas oraz tańsze przeglądy okresowe – wyliczał ekspert.

Profesor dodał, że do poruszania się lokomotywy przy średnim obciążeniem wystarczyłoby zastosowanie ogniwa o mocy 600 kW i zestaw baterii litowo-jonowych o pojemności 450 kWh. – Napęd wodorowy ma jeszcze jedną zaletę: pozwala na odzyskiwanie energii hamowania. Każda zmiana wektora na kołach powodowała odzysk, który ładował baterie. W przypadku potrzeby użycia większej mocy energia byłaby właśnie czerpana z baterii – tłumaczył technologiczne niuanse prof. Brzeżański i dodał, że wniosek był taki, że „na przestrzeni kilku lat eksploatacja ogniw paliwowych kosztowałaby mniej niż zastosowanie silnika diesla”.

Krzysztof Strukowicz, prezes Polskiej Izby Magazynowania Energii i Elektromobilności oszacował, że w Polsce „wskaźnik elektryfikacji” wynosi na kolei ponad 70 %. – Mamy zatem sporą część linii niezelektryfikowanych, np. hutniczą, gdzie obecnie stosuje się silniki spalinowe, a zatem zastosowanie lokomotyw wodorowych, jest bardzo wskazane. W przypadku ciężkich pojazdów rzeczywiście nie ma sensu wozić ze sobą akumulatorów. Elektryfikację ciężko też wdrożyć na bocznicach kolejowych – dodał prezes.