Tİşte güneydeki San Bernardino’daki istasyona giren yeni bir tren Kaliforniya Los Angeles’a yaklaşık 60 mil uzaklıktaki şehir. Dışarıdan bakıldığında, öyle görünüyor Üç yolcu vagonu, blok pencereleri ve renkli mavi dış cephesiyle diğer herhangi bir banliyö treni.
Ancak içeride, bölgenin veya ülkenin daha önce gördüğü hiçbir şeye benzemiyor. Zemu olarak bilinen 20 milyon dolarlık Sıfır Emisyonlu Çoklu Ünite, treni itmek ve diğer yerleşik elektrik sistemlerini çalıştırmak için hibrit bir hidrojen yakıt hücresi ve pil sistemi kullanıyor. Yakıt hücresinin tek yan ürünü, ülkenin en kötü hava kalitesi oranlarından bazılarından muzdarip olan Inland Empire olarak bilinen bir bölgede hoş bir değişiklik olan su buharıdır.
Yeni teknoloji, Zemu’yu önümüzdeki yılın başlarında hizmete girdiğinde Federal Demiryolu İdaresi’nin (FRA) gereksinimlerini karşılayan Kuzey Amerika’nın ilk hidrojenle çalışan, sıfır emisyonlu yolcu treni yapacak.
Tren, Redlands ve San Bernardino şehirleri arasında Arrow Koridoru olarak bilinen 9 mil uzunluğundaki bir hat üzerinde çalışacak; bölgenin en küçüklerinden biri olup, tahmini olarak her gün hafta içi 416 ve hafta sonu 6.433 yolcu taşıyor, ancak yolcu sayısı artıyor. Operatörleri, geçen hafta medyaya tanıtılan Zemu’nun, güneyde yüzlerce mil uzunluğundaki raylarda temiz enerji trenlerinin çalışmasının önünü açmasını umuyor Kaliforniya ve ülke çapında.
Bu, hem tren hem de kara taşımacılığı konusunda geleneksel olarak Avrupa gibi yerlerin gerisinde kalan ABD’de temiz enerjili demir yolu hareketinin başlangıcı olabilir. yolcu sayısı Ve yenilikBu aynı zamanda iddialı demir yolu projelerini hayata geçirmekte zorlanan Kaliforniya için de bir kazanç. yüksek hızlı mermi treni San Francisco ve Los Angeles arasında yerden.
San Bernardino ilçe ulaşım otoritesi (SBCTA) başkanı Ray Marquez bir bildiride, “Zemu ile yaptığımız şey dönüştürücüdür” dedi. “Trenin geliştirilmesi, SBCTA’nın Inland Empire’da, eyalette ve ülke genelinde temiz yolcu demiryollarında yenilikçi olarak yerini sağlamlaştırdı.”
Yıllardır üzerinde çalışılan bir proje
Bu teknolojinin Kuzey Amerika’da ilk kez sahneye çıkması, Los Angeles bölgesinin 2028 Olimpiyatları’na hazırlanmasıyla aynı zamana denk geliyor. Kentin belediye başkanı, bu olimpiyatların 2028’de yapılacağını söyledi. “arabasız” oyunlarve Kaliforniya 2045 karbon nötrlüğü hedeflerine ulaşmak için çabalarını artırıyor.
San Bernardino, otoyolların, tren istasyonlarının ve endüstriyel tesislerin yoğun olarak bulunması nedeniyle uzun süredir kötü hava kalitesinden muzdariptir. nakliye depolarıŞehir arızalı Amerikan Akciğer Derneği’nin 2024 Hava Durumu Endeksi, ozon ve partikül kirliliğinin güvenli seviyeleri aştığı gün sayısına dayanmaktadır.
Projenin yapımı yıllar aldı. On yıl önce, kötü hava kalitesi ve genellikle yakındaki LA ve Long Beach limanlarından mal taşıyan kamyonların doldurduğu ilçe yollarındaki stresi azaltma isteğiyle motive olan SBCTA yetkilileri, mevcut dizel trenlerine temiz alternatifler bulmak için yola çıktılar.
Ulaşım otoritesinin yasama ve kamu işleri şefi Tim Watkins, hidrojen yakıtlı Zemu’ya indiklerini ve 2019’da bu görevi yerine getirmek için İsviçreli demir yolu üreticisi Stadler Inc ile sözleşme imzaladıklarını söyledi.
Bir filo hidrojenle çalışan Fransız üretici Alstom tarafından üretilen trenler 2018’den bu yana Almanya ve Avusturya’da hizmet veriyor, ancak Kuzey Amerika’da daha önce benzer trenler sefere çıkmamıştı.
Hidrojen yakıt hücreleri, elektrik üretmek ve yan ürün olarak su buharı üretmek için hidrojen ve oksijen moleküllerini birleştirir. Pratikte, yakıt hücresi trenin tekerleklerini döndüren, onu ileri doğru süren ve elektrik sistemlerini çalıştıran pilleri şarj eden bir yerleşik jeneratör görevi görür. Hücrenin içinde, bir negatif yüklü elektron ve bir pozitif yüklü protondan oluşan hidrojen molekülleri ayrılır. Protonlar bir zardan geçerek elektronları geride bırakır. Protonlara yeniden katılmak için elektronlar zarı atlar ve bu süreçte elektrik üretir.
Gemideki süreç doğrudan sera gazı yaymasa da, ABD’de hidrojen yakıtı üretme süreçleri neredeyse her zaman Yapmak.
Yolcular için bu teknolojinin uygulanması daha sessiz bir yolculuk anlamına geliyor. Stadler US’de SBCTA ve Caltrans projelerini denetleyen ticari proje yöneticisi Kaden Killpack, “Duyacağınız tek şey birkaç HVAC üfleyici ve soğutma fanı olacak,” dedi. Yolcular ayrıca trenin hafif yapısı sayesinde daha akıcı bir yolculuk fark edebilirler.
Ancak hafif alüminyum gövde tasarımı, trenlerinin Kaliforniya’nın mevcut demiryolu altyapısında güvenli bir şekilde çalışabileceğini kanıtlaması gereken Stadler için yeni zorluklar ortaya çıkardı. Daha hafif trenler daha enerji verimlidir, ancak ağır yüklerle aynı raylarda çalışabilmek için Stadler’in alüminyum trenlerinin FRA’nın önden çarpışmalar için yüksek standartlarını geçebileceğini göstermesi gerekiyordu ve bunu 2018’de dizel yakıtlı ünitelerle yaptı.
FRA standartlarını geçen hafif bir şasi geliştirmek, Avrupa’da yaygın olan ancak ABD’deki yük hatlarında FRA tarafından yasaklanan pahalı üstten elektriklendirmeye sıfır emisyonlu bir alternatif sağladığı için umut verici bir başarıdır. Killpack, “Bu aracı alıp ona hidrojen eklediğinizde, Union Pacific ve NSF’nin çalıştığı koridorlarda sıfır emisyon teknolojisine sahip olmayı mümkün kılıyorsunuz,” dedi. “Bu konuda gerçekten çılgınca ve harika olan şey bu”.
Daha büyük bir şeyin başlangıcı mı?
Watkins, Zemu’yu Arrow Koridoru’na yerleştirmenin kabul edilebilir derecede küçük bir ilk adım olduğunu söylüyor: “Bu tek bir tren, bu nedenle ibreyi önemli ölçüde hareket ettirmiyor.” Ancak, “teknolojiyi, Güney Kaliforniya’nın bölgesel demir yolu sisteminin 500 milden fazlasında ve ötesinde çalışabilecek bir kavram kanıtı olarak tanıtıyor” diyor.
Bu, Kaliforniya liderlerinin halihazırda harekete geçtiği bir kavram. Geçtiğimiz yıl Zemu projesinin erken başarısını gördükten sonra, eyaletin ulaştırma departmanı – Caltrans olarak bilinir – Stadler’a, henüz inşa edilmemiş bir hatta Merced ile Sacramento arasında çalışacak hidrojenle çalışan trenlerin daha uzun versiyonlarını inşa etmesi için görev verdi. Caltrans şimdiye kadar 10 ünite sipariş etti ve 80 milyon dolarlık sözleşmenin şartları uyarınca 19 ünite daha satın alma opsiyonu da var. İlk üniteler en erken 2027’de gelebilir.
Ancak bu küçük ama umut vadeden adımların uzun vadede ekonomik olarak sürdürülebilir olması için altyapıyı genişletmek için büyük yatırımlar yapılması gerekecek. Lewis Fulton, “Bir miktar ölçek ekonomisi elde etmeye ve bu maliyetleri düşürmeye başlamak için en azından yüzlerce (tren) satmanız gerekiyor” dedi. Enerji UC Davis Ulaştırma Çalışmaları Enstitüsü’nde Gelecek Programı direktörü.
Bu arada bazıları, hidrojen gücüne geçişin kendi kusurlarıyla birlikte geldiğine işaret ediyor. Hidrojen çok hafif olduğundan, tren filosuna yakıt sağlayan miktarda elektrik üretmek için büyük miktarda gaza ihtiyaç duyuluyor ve bu da onu özellikle enerji yoğun bir yakıt yapmıyor, diyor hidrojen yakıt uzmanı ve direktörü Paul Erickson Enerji Araştırma Laboratuvarı UC Davis’te. Hidrojenin doğal hali ile elektrik kullanımı arasında da çeşitli dönüşümlerden geçmesi gerektiğini ve bunun da verimliliğini daha da azalttığını açıklıyor.
Ve hidrojeni doğadan çıkarmak, diğer elementlere bağlı olduğu yerde, enerji gerektirir; bu güç rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir kaynaklardan gelmediği sürece, üretim sürecinde bir miktar karbon atmosfere salınır. Erickson, yatırım yapmanın daha etkili olacağını düşünüyor yenilenebilir dizel yakıtları sıfırdan yeni bir altyapı inşa etmek yerine ulaşım için.
Ancak zorluklara rağmen, Kaliforniya yetkilileri ilerlemeye devam ediyor. Eyalet, federal ve özel fonların birleşimiyle, Kaliforniya’nın Yenilenebilir Temiz Hidrojen Enerji Sistemleri İttifakı (Arches), binlerce hidrojenle çalışan otobüs, kamyon ve arabayı yola çıkarmak ve bu büyüyen filoları çalıştırmak için hidrojen üretim ve dağıtım merkezleri inşa etmek için yaklaşık 12,6 milyar dolar dağıtacak.
Arches’taki ulaştırma çalışma grubunun da başkanı olan Fulton, Zemu projelerinin bu yatırımın bir domino etkisi olduğunu söylüyor. “Şu anda Kaliforniya’da gördüğümüz şey, hidrojenin ve altyapının geldiğine dair bir his ve neden bundan yararlanmayalım?”
