Wodór w transporcie kolejowym: Do wdrożenia na dużą skalę daleko

Jak stwierdził dyrektor Sieci Badawczej Łukasiewicz – Poznańskiego Instytutu Technologicznego dr hab. Arkadiusz Kawa, łańcuch wartości produkcji wodoru to skomplikowany ekosystem z udziałem wielu podmiotów. – Są to przede wszystkim przewoźnik i producent taboru, ale też pasażer (choć ten ostatni może nie zauważać, czym jest napędzany pojazd). Najważniejsze są jednak podmioty zajmujące się utrzymaniem i dostawcy technologii, a także instytuty badawcze i jednostki naukowe. Ich badania pozwolą uczynić wodór tańszym paliwem, co jest warunkiem tego, by był on powszechnie stosowany – podkreślił. Jak zaznaczył, wbrew niepokojącym informacjom zarówno wodór, jak i zasilanie bateryjne są technologiami bezpiecznymi.

Jajko czy kura?

Według dyrektora Sieci Badawczej Łukasiewicz budowa infrastruktury tankowania musi wyprzedzać wprowadzanie taboru wodorowego. – Sieciowy efekt skali występuje dopiero przy pewnej masie krytycznej – uzasadnił. Nie wszyscy dyskutanci zgodzili się jednak z tą tezą. Kierownik projektu w Agencji Rozwoju Przemysłu Szymon Płoński uznał, że oba procesy powinny przebiegać równolegle. – Jeśli zapotrzebowanie ze strony kolei będzie znane, łatwiej będzie dopasować do niego produkcję i kontrakty, zaprojektować infrastrukturę i znaleźć finansowanie. Stacje tankowania (być może – podwójnego użytku, także dla pojazdów kołowych) mogłyby być dofinansowane przez UE. Powinny powstawać przy dolinach wodorowych, integrujących cały proces od produkcji po odbiór. Najważniejszy jest jednak punkt odbioru, który determinuje produkcję – przekonywał. Jego zdaniem produkcja wodoru dla kolei w danym regionie powinna, w miarę możliwości, odbywać się lokalnie. Agencja Rozwoju Przemysłu planuje stawianie wodorowych stacji tankowania na własnych terenach.

Kierownik projektu w ARP omówił różne sposoby przechodzenia na paliwo wodorowe. Jednym z nich jest montowanie dotrysku wodoru w silnikach Diesla (tzw. retrofit). – Takie rozwiązania są stosowane np. w ciągnikach siodłowych. Można zredukować w ten prosty sposób 60% emisji. Zwiększyłoby to też popyt na wodór w transporcie. Problemem jest tylko wymóg zeroemisyjności, zawarty w ustawie o elektromobilności – zastrzegł.

Również przedstawiciel Poznańskiego Instytutu Technologicznego wspomniał o projekcie modernizacji drezyn WM-15 z dostosowaniem do zasilania wodorowego. – Mimo ich wieku wymiana może być zasadna – wykażą to testy. Zacząć warto nie od kolei pasażerskiej, ale od pracy manewrowej i od krótszych odcinków, takich jak bocznice. Trzeba wykorzystać dofinansowania, a z drugiej strony – przygotować się do ewentualnego wprowadzenia opłat za jazdę taborem spalinowym. Jesteśmy skazani na eliminację silników Diesla, więc testujemy różne rozwiązania – stwierdził dr Kawa. Badanie wykorzystywania wodoru bezpośrednio do napędu silników spalinowych prowadzono także na Politechnice Krakowskiej.

Początek niekoniecznie na liniach pasażerskich

– Obsługa zakładów przemysłowych i ich bocznic to dobre miejsce do wykorzystania wodoru – zgodził się dyrektor Instytutu Kolejnictwa dr hab. inż. Andrzej Massel. Jak stwierdził, ze względu na stosunkowo krótkie odcinki niezelektryfikowane na sieci kolejowej nasz kraj nie nadaje się najlepiej do wprowadzania wodorowego taboru pasażerskiego: w wielu miejscach lepiej sprawdziłyby się EZT z bateryjnym modułem dojazdowym lub elektryfikacja (zwłaszcza z punktu widzenia całej sieci). – Już przy projektowaniu rewitalizacji nieczynnych linii warto przewidywać wzrost ruchu i elektryfikację. Prawdopodobnie taka konieczność pojawi się np. na trasie Wrocław – Świdnica – dodał. W dalszej dyskusji wymienił jako potencjalne miejsce zastosowania lokomotyw wodorowych (lub elektryfikacji) także Linię Hutniczą Szerokotorową.

Zdaniem Płońskiego dobrym polem do rozprzestrzeniania technologii wodorowych może być też otoczenie kolei – np. wózki widłowe w centrach logistycznych. – To także krótkie linie do uzdrowisk, autobusy dojazdowe czy tramwaje wodorowe, których wprowadzenie planuje się m. in. w niemieckim Goerlitz – wyliczył.

Do kwestii elektryfikacji najbardziej obciążonych linii niezelektryfikowanych nawiązał prezes Kolei Wielkopolskich Marek Nitkowski. – Na rynku brakuje pojazdów spalinowych: możemy kupować je tylko za własne środki lub jako używane. Utrudnia to budowanie konkurencyjności kolei. To na takich pojazdach przewoźnicy zbudowali potencjał klientów, których zainteresowanie jest dziś często większe, niż pojemność taboru. Tymczasem pojazdy wodorowe będą gotowe do jazdy liniowej dopiero za 5-8 lat. Do tego czasu trzeba pilnie dokonać analizy sieci, by określić, gdzie jeszcze wybudować sieć trakcyjną. Na trasach takich, jak Poznań – Wągrowiec (ok. 50 km), którą dziś obsługujemy 7 jednostkami spalinowymi, potrzeba pojemniejszego taboru, ale też zwiększenia przepustowości. Mamy opracowany wstępny wykaz linii do elektryfikacji. Nad wodorem pracujmy jako nad technologią przyszłości, ale do czasu jego wdrożenia pilnie zoptymalizujmy sieć – nie tylko w Wielkopolsce, ale w całym kraju – zakończył. Publiczność nagrodziła tę wypowiedź oklaskami.

Polregio: Zeroemisyjność kosztuje

Dyrektor operacyjny Polregio Wiesław Szafrański zaznaczył, że pojazdy wodorowe mają większy zasięg, niż bateryjne. – Za kilka lat mogą zbliżyć się już do 1000 km – zaznaczył. Polregio – jako przewoźnik wykonujący znaczną część pracy eksploatacyjnej na liniach niezelektryfikowanych (np. w województwie lubuskim – 60%) – jest dziś w bardzo trudnej sytuacji. – Nie zachowaliśmy sobie jako kraj buforu w postaci pojazdów hybrydowych (na ok. 10 lat). To pozwoliłoby nam spokojnie przejść do obsługi linii niezelektryfikowanych pojazdami wodorowymi – ubolewał Szafrański.

Polregio prowadzi rozmowy z jednym z producentów o stworzeniu quasi-hybrydy: pojazdu elektryczno-wodorowego (do jazdy mieszanej: pod siecią i bez niej). Duże znaczenie będzie miała logistyka dostaw paliwa – przewoźnik skłania się raczej ku obiektom stacjonarnym. – Propozycja Alstomu z tankowaniem mobilnym jest sensowna, ale ponieważ kursujemy w wielu województwach, nie potrzebujemy takiego rozwiązania – argumentował.

– Każda forma zeroemisyjności kosztuje. Energia trakcyjna staje się w spółkach przewozowych drugim kosztem po wynagrodzeniach. Zarówno tabor wodorowy, jak i paliwo do niego jest bardzo drogie. Żaden przewoźnik nie wyłoży z własnej kieszeni 40 mln zł za jednostkę! – kontynuował przedstawiciel operatora. Z analiz wynika, że – aby taki zakup się opłacał – dofinansowanie na tabor musiałoby wynieść ok. 90%, co byłoby nierealne. Należy ponadto rozwiązać co najmniej kilka problemów w skali całego kraju: dostaw wodoru, budowy stacji tankowania, utrzymania pojazdów i przeszkolenia kadr. – Oczekiwanie na pierwsze zyski będzie zbyt długie, by stacje tankowania chciały budować podmioty komercyjne. Z jednej strony przewozy muszą być dotowane, ale w tych ramach muszą się opłacać. Kolej ma być przystępna dla ludzi nie tylko cenowo, ale i środowiskowo – przekonywał. Przyznał jednak, że uniezależnienie się od nieprzyszłościowej technologii opartej na oleju napędowym jest koniecznością.

KW: Na razie – tylko badania

– Podróżni oczekują częstotliwości, wystarczającej liczby miejsc (nawet tylko stojących) i komfortu. Cena jest dopiero na czwartym miejscu – uzupełnił prezes Kolei Wielkopolskich. Z punktu widzenia przewoźnika poważną przeszkodą jest niska pojemność dostępnych dziś na rynku pojazdów wodorowych. – 2-3-członowe wodorowe zespoły trakcyjne to za mało, gdy potoki wciąż rosną – zaznaczył.

Koleje Wielkopolskie przewidują pozyskanie dwóch pojazdów wodorowych, ale ich eksploatacja ma być traktowana jako projekt badawczy. Prezes zarządu przewoźnika stwierdził, że wodór jest dziś wymieniany w branży jako ostatnie ze źródeł napędu. – Patrzymy na niego bardzo ostrożnie, również pod wpływem doświadczeń zagranicznych – zadeklarował. Główną przyczyną są finanse. – Koszt eksploatacji wzrasta o 80%, a przewoźnicy nie są gotowi, by go ponosić. Tymczasem zawartość szkodliwych substancji w spalinach silnika Diesla spełniającego najnowsze normy jest znikoma – zwrócił uwagę Nitkowski.

Technika: Potrzeba standaryzacji

Dyrektor Instytutu Kolejnictwa zwrócił uwagę na brak ujednolicenia technicznego elementów napędu i infrastruktury tankowania, koniecznego dla rozpowszechnienia technologii. – Aby rozwiązać ten problem, partnerstwo Europe's Rail zainicjowało dotyczące wodoru projekty badawcze. Jako Instytut bierzemy udział w takim przedsięwzięciu, związanym z tankowaniem. Trzeba wypracować wspólne wytyczne dla projektowania infrastruktury (np. w formie norm europejskich) – stwierdził.

Na inny aspekt techniczny zwrócił uwagę reprezentant ARP. – Zanim powstaną rurociągi do przesyłu wodoru, można przewozić go koleją w postaci amoniaku. Będzie się to opłacało zwłaszcza przy dużych odległościach. Inne rozwiązanie to zeroemisyjne barki lub intermodalny system wożenia wodoru pod ciśnieniem, łączący kolej z ciężarówkami – uznał. Jak dodał, zapotrzebowanie na „zielony” wodór w roku 2030 w przemyśle według ekspertów Wydziału Zarządzania Uniwersytetu Warszawskiego będzie wynosiło 230-243 000 ton.

ARP: Skoordynujmy wysiłki

Według przedstawiciela ARP dla poszczególnych linii powinno się wykonywać analizę wariantową, określającą, czy bardziej zasadna będzie elektryfikacja, np. budowa dwóch stacji tankowania wodoru na obu końcach. – Środki można skorzystać z wielu źródeł. Na przykład Orlen zapowiedział budowę stacji, finansowanych z instrumentu CEF. Swoje stacje mogą budować też samorządy (również z dofinansowaniem 50%). Zakup wodorowych autobusów jest dofinansowany z NFOŚiGW (aż 90% kosztów kwalifikowalnych), ale na poziomie „doliny” można skorelować to z taborem szynowym – zachęcał.

Ponieważ wodór wciąż jest nową technologią, inwestycje w stacje tankowania można też finansować z funduszy na prace badawcze. – Przykładowe źródła finansowania to Innovation Fund (60%) lub Horyzont Europy. Można testowo „zwodoryzować” jeden z odcinków sieci, by porównać modele funkcjonowania różnych rodzajów napędu. Przestrzeń do współpracy jest duża – podkreślił przedstawiciel ARP. W jego ocenie w powstających regionalnych strategiach wodorowych powinno się określić miejsce potencjalnych stacji tankowania wodoru. – W Wielkopolsce jest duży potencjał produkcji wodoru z biogazu (130 tys. ton rocznie). To dobry pomysł, ale czy jest to koordynowane z innymi przedsięwzięciami? Jeśli tak, dużej części kosztów można byłoby uniknąć. Poza tym pomogłoby to rozwinąć polskie technologie wodorowe, z wkładem lokalnym budowanym w oparciu o uczelnie czy instytuty badawcze. Polskie podmioty mogą być członkami konsorcjum, opracowującego np. stację tankowania dla ciężarówek i pojazdów szynowych (do wzięcia jest 6 mln euro) – argumentował.

Głos zabrał także przysłuchujący się debacie członek zarządu Stadler Rail Arkadiusz Świerkot. – Wodorowy zespół trakcyjny kosztuje co najmniej dwukrotnie drożej, niż EZT. Często lepiej więc inwestować w elektryfikację – przyznał. Jak przypomniał, prąd w Polsce jest trzykrotnie bardziej „brudny”, niż w państwach Europy Zachodniej. – W najbliższych latach nie zejdziemy do ich poziomu emisji. Właśnie ten prąd będzie wykorzystywany do elektrolizy. Ucieszymy się, jeśli będziemy mogli dostarczać tabor wodorowy z Siedlec również dla Polski – ale zastanówmy się, zanim wejdziemy w temat wodoru – sugerował.