Autor: Clare Naden

Preuzeto i prevedeno s: www.iec.ch

Članak na engleskom jeziku možete pročitati ovdje.

Vlakovi su dugo bili jedan od čistijih oblika prometa. U trci za postizanjem klimatskih ciljeva, industrija vlakova na vodik napreduje, a Međunarodna komisija za elektrotehniku (IEC) osigurava standarde.

Nema sumnje da su vlakovi jedan od održivijih oblika prometa. Prema Međunarodnoj agenciji za energiju (IEA), vlakovi prevoze 8% svjetskih putnika i 7% globalnog tereta, ali koriste samo 2% ukupne potražnje za energijom u prometu. Zapravo, električna željeznica koja emitira nula ugljika, čini više od 85% putničkih i 55% teretnih vlakova.

Ali, električni vlakovi imaju brojne nedostatke. Naime, cijene električnih žica i podstanica mogu biti previsoke u regijama sa zemljopisnim izazovima, kao što su planinska područja. Međutim, vlakovi na vodik nude obećavajući način za smanjenje emisija iz željeznice jer zahtijevaju manje infrastrukture, a vodikove gorivne stanice, s jednim punjenjem, mogu trajati dulje.

Prema Enricu Morelliju, stručnjaku za vodikove tehnologije i sazivaču nekoliko IEC radnih skupina u okviru IEC tehničkog komiteta za željeznicu, TC 9, prvi vlak na vodik na svijetu prešao je rekordnih 1 175 km bez potrebe za dopunom goriva, što je mnogo dulje od prosjeka vlaka na baterijski pogon.

„Vodik je dobra opcija za vlakove na dugim relacijama i za vlakove u regijama u kojima postoje mnoge zemljopisne složenosti kao što su tuneli ili mostovi, što čini elektrifikaciju pruga iznimno skupom“, rekao je on.

Kao rezultat toga, postoji sve veći broj projekata diljem svijeta za izgradnju vlakova na vodik, uglavnom u razvijenim zemljama.

U 2018. godini, prvi svjetski komercijalni vlakovi na vodik, počeli su s radom u području Donje Saksonije u Njemačkoj. Poslije nekoliko godina testiranja, 14 vlakova na vodik zvanično je pušteno u rad 2022. godine, što je njemačku vladu koštalo 85 milijuna eura. Sada postoji 41 vlak na vodik koji trenutačno prometuju u području Frankfurta.

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

U Italiji, Ministarstvo infrastrukture i prometa obećalo je 300 milijuna eura za novi program zamjene dizel-vlakova vlakovima na vodik diljem zemlje.

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

U planu su i brzi vlakovi na vodik. Konzorcij 10 španjolskih kompanija je u procesu razvoja sustava za brze vozove, koji se napajaju vodikovim gorivnim stanicama i baterijama.

Prelazak na „niskougljenični“ vodik

Međutim, način na koji se vodik proizvodi je bio pod kritikom posljednjih godina, jer se velika većina korištenog vodika dobija ekstrakcijom iz jedinjenja ugljičnog vodika kao što su plin, ugalj i nafta. Ovaj proces je daleko od ekološki prihvatljivog, emitirajući 830 milijuna tona ugljičnog dioksida svake godine.

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

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

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

Regulatori prepoznaju ovu potrebu. U Europskoj uniji, primjerice, 22 zemlje plus Norveška potpisale su sporazum poznat kao „važni projekti od zajedničkog europskog interesa“ (IPCEI) u sektoru vodika, poznat kao IPCEI Hy2Tech program. Tijekom 2022. godine, za oko 50 projekata je odobreno više od 10 milijardi eura javnog financiranja, za koje se očekivalo da će generirati dodatnih 15 milijardi eura privatnih ulaganja.

Suradnja je ključna

Još jedan ključni pokretač bit će suradnja, naglasio je Julien d’Arbigny, IEC predsjedatlj za IEC TC 9 zajedničku radnu skupinu, JWG 51, za sustave gorivnih stanica za aplikacije na željeznici.

„Podsektori prometa imali bi 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 vodik, kao što su kamioni ili autobusi“, rekao je on.

„U Njemačkoj, primjerice, u industrijskom parku Höchst u Frankfurtu, nalazi se postaja za punjenje vodikom, koja omogućava da se autobusi i željeznički vagoni na vodik pune gorivom. Takav ekosustav koji uključuje sve načine prometa je neophodan za pokretanje inovacija i ulaganja u ekonomiju vodika.”

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

Iako postoje usuglašeni međunarodni zahtjevi za vlakove na električni i dizel pogon kako bi se demonstrirali, primjerice, sigurnost i performanse, za vodik 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 sustavi 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 projektiranje energetskih sustava gorivnih stanica, dok će standard IEC 63341‑2 pokrivati vodikove sustave goriva, uključujući skladištenje i distribuciju vodika u vlaku. 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 stanice i tehnologije skladištenja vodika s dodatnim specifičnim zahtjevima za primjenu na željeznici.

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

Bez obzira na to proizvodi li se iz fosilnih goriva ili ne, vodik ostaje veoma zapaljiv plin i mora se koristiti sigurno i učinkovito. Od svoga početka, jedan od četiri sustava ocjenjivanja usuglašenosti koje vodi IEC, IECEx (IEC sustav za certifikaciju prema standardima koji se odnose na opremu za uporabu u eksplozivnim atmosferama) pokriva certifikaciju opreme, usluga i kompetencija ljudi u oblastima koje su povezane s vodikom. IECEx nadgleda usklađenost s međunarodnim standardima koji se odnose na sigurnost vodika, performanse i interoperabilnost, a njegova certifikacija nastavlja biti dragocjeno sredstvo za olakšavanje trgovine vodikom na nacionalnim razinama 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 vodikovih tehnologija. Od 2023. godine izdaje certifikate za opremu i sustave za doziranje vodika. IECEx shema za certifikaciju kompetencija osoblja (CoPC) također je proširena kako bi uključila dodatna područja kompetencije posvećene sigurnosti vodika.