Autor: Clare Naden

Preuzeto i prevedeno sa: www.iec.ch

Članak na engleskom jeziku možete pročitati ovdje.

Vozovi su dugo bili jedan od čistijih oblika transporta. U trci za postizanjem klimatskih ciljeva, industrija vozova na vodonik napreduje, a Međunarodna komisija za elektrotehniku (IEC) obezbjeđuje standarde.

Nema sumnje da su vozovi jedan od održivijih oblika transporta. Prema Međunarodnoj agenciji za energiju (IEA), vozovi prevoze 8% svjetskih putnika i 7% globalnog tereta, ali koriste samo 2% ukupne potražnje za energijom u transportu. Ustvari, električna željeznica koja emituje nula ugljenika, čini više od 85% putničkih i 55% teretnih vozova.

Ali, električni vozovi imaju brojne nedostatke. Naime, cijene električnih žica i podstanica mogu biti previsoke u regionima s geografskim izazovima, kao što su planinska područja. Međutim, vozovi na vodonik nude obećavajući način za smanjenje emisija iz željeznice jer zahtijevaju manje infrastrukture, a vodonične gorivne ćelije, s jednim punjenjem, mogu trajati duže.

Prema Enricu Morelliju, stručnjaku za vodonične tehnologije i sazivaču nekoliko IEC radnih grupa u okviru IEC tehničkog komiteta za željeznicu, TC 9, prvi voz na vodonik na svijetu prešao je rekordnih 1 175 km bez potrebe za dopunom goriva, što je mnogo duže od prosjeka voza na baterijski pogon.

„Vodonik je dobra opcija za vozove na dugim relacijama i za vozove u regionima u kojima postoje mnoge geografske složenosti kao što su tuneli ili mostovi, što čini elektrifikaciju pruga izuzetno skupom“, rekao je on.

Kao rezultat toga, postoji sve veći broj projekata širom svijeta za izgradnju vozova na vodonik, uglavnom u razvijenim zemljama.

U 2018. godini, prvi svjetski komercijalni vozovi na vodonik, počeli su s radom u području Donje Saksonije u Njemačkoj. Poslije nekoliko godina testiranja, 14 vozova na vodonik zvanično je pušteno u rad 2022. godine, što je njemačku vladu koštalo 85 miliona eura. Sada postoji 41 voz na vodonik koji trenutno saobraćaju u području Frankfurta.

U Francuskoj, željeznički operater SNCF naručio je 12 vozova na vodonik, za koje se očekuje da će biti probni ove godine, s ciljem da prevoze putnike do kraja 2025. godine.

U Italiji, Ministarstvo infrastrukture i saobraćaja obećalo je 300 miliona eura za novi program zamjene dizel-vozova vozovima na vodonik širom zemlje.

Testiranje prvog japanskog hibridnog voza na vodonik pod nazivom Hybari je u toku, s ciljem da on bude komercijalno pokrenut do 2030. godine. Druge zemlje poput Čilea i Indije također imaju planove da pokrenu vozove na vodonik, dok Kina već neko vrijeme koristi tramvaje na vodonik.

U planu su i brzi vozovi na vodonik. Konzorcij 10 španskih kompanija je u procesu razvoja sistema za brze vozove, koji se napajaju vodoničnim gorivnim ćelijama i baterijama.

Prelazak na „niskougljenični“ vodonik

Međutim, način na koji se vodonik proizvodi je bio pod kritikom posljednjih godina, jer se velika većina korištenog vodonika dobija ekstrakcijom iz jedinjenja ugljeničnog vodonika kao što su plin, ugalj i nafta. Ovaj proces je daleko od ekološki prihvatljivog, emitujući 830 miliona tona ugljendioksida svake godine.

Mogućnost za dobijanje „niskog ugljika“ je putem elektrolize, pri čemu se električna energija koristi za razdvajanje vode na vodonik i kisik u uređaju koji se zove elektrolizer. Emisije su još manje ako se električna energija proizvodi iz obnovljivih izvora energije.

Štaviše, prema IEA, sa smanjenjem troškova, korištenjem obnovljivih izvora energije, kao što su solarna fotonaponska energija i energija vjetra, „niskougljenični“ vodonik  mogao bi biti i jeftina opcija.

Sve su ovo dobre vijesti za planetu i za ljude, ali mi smo još daleko od toga. Nove tehnologije poput ove zahtijevaju značajna ulaganja.

Regulatori prepoznaju ovu potrebu. U Evropskoj uniji, naprimjer, 22 zemlje plus Norveška potpisale su sporazum poznat kao „važni projekti od zajedničkog evropskog interesa“ (IPCEI) u sektoru vodonika, poznat kao IPCEI Hy2Tech program. Tokom 2022. godine, za oko 50 projekata je odobreno više od 10 milijardi eura javnog finansiranja, za koje se očekivalo da će generisati dodatnih 15 milijardi eura privatnih investicija.

Saradnja je ključna

Još jedan ključni pokretač bit će saradnja, naglasio je Julien d’Arbigny, IEC predsjedavajući za IEC TC 9 zajedničku radnu grupu, JWG 51, za sisteme gorivnih ćelija za aplikacije na željeznici.

„Podsektori transporta bi imali koristi od prevazilaženja postojećih barijera između timova kako bi radili  na zajedničkom cilju, kao što je razvoj rješenja za dopunu goriva. To bi moglo dovesti do stvaranja čvorišta za dopunu goriva, koja također opslužuju druga vozila na vodonik, kao što su kamioni ili autobusi“, rekao je on.

„U Njemačkoj, naprimjer, u industrijskom parku Höchst u Frankfurtu, nalazi se stanica za punjenje vodonikom, koja omogućava da se autobusi i željeznički vagoni na vodonik pune gorivom. Takav ekosistem koji uključuje sve načine transporta je neophodan za pokretanje inovacija i ulaganja u ekonomiju vodonika.”

Međunarodni standardi će biti podloga za ovu saradnju i harmonizaciju širom svijeta, jer zajedno donose najbolju međunarodnu praksu kako bi se osigurala pouzdanost, izvođenje, sigurnost i obezbijedila platforma na kojoj se inovacija može desiti. Omogućavanjem interoperabilnosti, oni mogu biti moćni alati za ubrzanje rasta industrije.

Iako postoje usaglašeni međunarodni zahtjevi za vozove na električni i dizel pogon da bi se demonstrirali, naprimjer, sigurnost i performanse, za vodonik ne postoji nijedan. To znači da se mnogo vremena i energije troši na testiranje i evaluaciju prema različitim kriterijima, kako bi se osiguralo da komponente i sistemi odgovaraju svrsi i sigurnosti.

Tehnički komitet IEC TC 9 radi na nizu standarda kako bi popunio ovu prazninu. Standard IEC 63341‑1 će definirati zahtjeve za projektovanje energetskih sistema gorivnih ćelija, dok će standard IEC 63341‑2 pokrivati vodonične sisteme goriva, uključujući skladištenje i distribuciju vodonika u vozu. Treći u seriji, standard IEC 63341‑3, detaljno će dati zahtjeve za performanse i metode ispitivanja. Serija će se oslanjati na mnoge druge IEC standarde za gorivne ćelije i tehnologije skladištenja vodonika sa dodatnim specifičnim zahtjevima za primjenu na željeznici.

Standardi će biti dobar početak, ali potrebno je još mnogo toga. Iz tog razloga su međunarodni stručnjaci za željeznicu (IEC TC 9) i vodonik (ISO/TC 197/SC 1) stvorili dvije zajedničke ad hoc grupe, JAHG 52: Kontejner za gorivo za željeznicu i JAHG 53: Komponente sistema goriva za željeznice, kako bi se definisalo koji su standardi potrebni i kako bi se napravila mapa puta za njihov razvoj.

Bez obzira na to da li se proizvodi iz fosilnih goriva ili ne, vodonik ostaje veoma zapaljiv plin i mora se koristiti sigurno i efikasno. Od svog početka, jedan od četiri sistema ocjenjivanja usaglašenosti koje vodi IEC, IECEx (IEC sistem za certifikaciju prema standardima koji se odnose na opremu za upotrebu u eksplozivnim atmosferama) pokriva certifikaciju opreme, usluga i kompetencija ljudi u oblastima koje su povezane s vodonikom. IECEx nadgleda usklađenost s međunarodnim standardima koji se odnose na sigurnost vodonika, performanse i interoperabilnost, a njegova certifikacija nastavlja da bude dragocjeno sredstvo za olakšavanje trgovine vodonikom na nacionalnim nivoima i na međunarodnim tržištima.

IECEx se udružio s drugim međunarodnim organizacijama, uključujući ISO, s kojima je uspostavio formalno partnerstvo u vezi s testiranjem i certifikacijom u oblasti vodoničnih tehnologija. Od 2023. godine izdaje certifikate za opremu i sisteme za doziranje vodonika. IECEx shema za certifikaciju kompetencija osoblja (CoPC) je također proširena kako bi uključila dodatna područja kompetencije posvećene sigurnosti vodonika.