为了实现在全球抗击全球变暖的斗争中设定的目标,工业、建筑和交通等所有部门都必须采取措施,使其业务去碳化。尽管机车车辆已经是最环保的交通工具之一,但在减少二氧化碳排放方面仍有很大的改进空间。一种方法是通过架空线路结合可再生能源来扩大电气化,但高昂的基础设施成本将其限制在铁路网的主干线上。因此,柴油动力装置的份额仍然很高。为了实现气候保护目标,它们可以用电池代替,或者在需要更大续航力的情况下,用氢燃料电池供电的系统代替。此外,具有令人印象深刻的运输能力的机车车辆也可用于以“滚动管道”的形式运输氢气。
目前,大多数铁路HRS项目都专注于为阿尔斯通Coradia iLint或西门子Mireo Plus H等多台机组加油。这些型号的续航里程为600-1000公里,油箱容量为150-200公斤,压力约为350巴。通常,它们每100公里消耗20-30公斤氢气
NEUMAN&ESSER目前为全球最大的氢气生产线项目之一提供压缩系统。在法兰克福-莱茵-美因地区的四条不同线路上运行的27列列车需要可靠的加油基础设施。对于这个项目,多余的氢气从化工厂提取,并从6巴压缩到550巴的排放压力。这是由NEUMAN&ESSER的六台三级隔膜压缩机实现的,每台压缩机可输送约50kg/h的氢气。因此,每天总共可以输送约7吨氢气,其中已经包括这27列火车之外的储备
目前,大多数HRS由拖车供应,拖车又在“母站”装载。在那里,来自电解等来源的氢气被压缩,大部分也被填充到缓冲容器中,然后从那里通过阀歧管系统流入拖车。这些拖车可以是钢瓶或管式拖车,也可以是由排列在标准集装箱框架内的复合材料容器组成的多元气体容器(MEGC)。根据系统的不同,每辆卡车可以运输约300-1500公斤的可用氢气。然后,这些拖车连接到HRS,即“子站”,H2从那里流入车辆油箱或缓冲罐。一旦拖车耗尽到一定程度,就使用压缩机在技术上合理的情况下将其清空。
对于恒定供应解决方案,典型的入口压力在5到50巴之间。根据这一点和所需的排放压力(反过来又取决于车辆油箱压力),使用单级、两级或三级压缩机机组。当只有非常低的吸入压力可用时,必须在配置中添加预压缩往复式压缩机。
为了实现压缩机的最佳使用,缓冲容器系统提供两到三个压力水平的压力级联,对于这两种供应都是合理的。这里通常使用最大200-300巴的传统钢制容器和500至600巴以上的文具MEGC。确保满足储存H2的规定(如Seveso指令、BImSchG)非常重要。
为了将车辆油箱连接到缓冲容器,需要一个分配单元,能够控制从缓冲级联中的一个压力水平溢流到油箱中。由于车辆油箱在加注时会加热,且油箱温度不得超过85°C,如果需要每列列车10-20分钟的快速加注时间,则必须将油箱预冷/冷却至0°C甚至-20°C。至少有两个可以在现场独立操作的分配器也是合理的。测量分配的H2的质量和量也是一个重要特征。
除了安全和控制外,具有远程访问功能的状态监测系统有助于确保工厂的高可用性。最好与维护协议结合使用。(半)用机器人自动化加油过程,并在油箱和加油站之间建立数据链路,有助于改善加油过程。对于未来,加油站与单个列车的数据连接和通信,即使是在列车运行时,也是提高规划质量的好选择。当H2列车的不同操作员数量增加时,这将变得更加重要。我们的XPLORE平台的物联网架构中已经包含了这种功能扩展
总的来说,氢气被证明是机车车辆的理想柴油替代品。加油技术是道路车辆HRS和拖车加油机的扩大,已经达到了高度的成熟度和可靠性。下一步将推出越来越多的H2列车和加油站,并通过数据通信将它们连接起来,以优化可用性和调度。压缩机行业已准备好通过氢气对机车车辆技术进行脱硅