PESA i ABB Rozwijają Hybrydowy Pociąg Wodorowy HEMU z Trzema Źródłami Energii

Wielu europejskich przewoźników kolejowych stoi przed wyzwaniem dekarbonizacji regionalnych tras pasażerskich, na których pełna elektryfikacja sieci trakcyjnej jest ekonomicznie nieuzasadniona lub technicznie utrudniona. Tradycyjna obsługa takich odcinków wymagała eksploatacji spalinowych zespołów trakcyjnych (DMU) emitujących zanieczyszczenia i generujących hałas, bądź też stosowania taboru dwusystemowego wyposażonego w pomocniczy silnik wysokoprężny. Przejście na całkowicie zeroemisyjną flotę wielosystemową wymaga platformy zdolnej do pobierania energii z przewodów napowietrznych na odcinkach magistralnych oraz płynnego przełączania na pokładowe zasobniki chemiczne i elektrochemiczne na szlakach pozbawionych sieci. Opracowanie takiego pojazdu wiąże się ze skomplikowaną koordynacją przepływów mocy, dynamicznym bilansowaniem obciążenia między magazynami energii a ogniwami paliwowymi oraz wdrożeniem zaawansowanych algorytmów sterowania nadrzędnego.

Integracja Układu Trójźródłowego i System Zarządzania Energią
W celu wyeliminowania napędów dieslowskich z połączeń regionalnych PESA Bydgoszcz rozwija prototypowy pasażerski zespół trakcyjny HEMU (Hydrogen-Electric Multiple Unit). Konstrukcja bazuje na architekturze zasilania wykorzystującej trzy źródła energii: napowietrzną sieć trakcyjną, baterie trakcyjne oraz wodorowe ogniwa paliwowe.

Podczas jazdy pod siecią trakcyjną pojazd pobiera prąd pantografem, zasilając falowniki trakcyjne i doładowując pokładowe magazyny energii. Po zjechaniu na szlak niezelektryfikowany układ automatycznie przełącza się na zasilanie hybrydowe, łącząc prąd generowany na bieżąco przez wodorowe ogniwa paliwowe ze wsparciem buforowych baterii trakcyjnych. Za opracowanie, dostawę i integrację pakietu napędowego odpowiada polski zespół inżynierów ABB z Aleksandrowa Łódzkiego, współpracujący z zakładami koncernu we Włoszech i Szwajcarii.

Kluczowym elementem projektu jest zaawansowany system zarządzania energią (EMS), który w czasie rzeczywistym wymienia dane diagnostyczne, reguluje przepływy mocy między przekształtnikami a magazynami energii i dopasowuje tryb pracy pojazdu do profilu trasy. Projekt opiera się na doświadczeniach zdobytych podczas budowy manewrowej lokomotywy wodorowej SM42-6Dn, ukończonej wspólnie przez PESA i ABB w 2021 roku, przenosząc wypracowane kompetencje na bardziej złożoną platformę wieloczłonowego taboru pasażerskiego.

Optymalizacja Linii Regionalnych i Europejska Interoperacyjność
Według danych Eurostatu w Unii Europejskiej zelektryfikowanych jest poniżej 60 procent linii kolejowych. Możliwość bezemisyjnej obsługi tras mieszanych pozwala przewoźnikom unikać kosztownych inwestycji w podstacje i przewody trakcyjne na liniach o mniejszej gęstości ruchu, a także ogranicza emisję spalin i hałasu na terenach zurbanizowanych. Dawid Szkucik z biznesu Systemów Napędowych ABB w Aleksandrowie Łódzkim podkreślił, że integracja układu trzech źródeł energii zapewnia przewoźnikom pełną elastyczność planowania obiegów taboru bez konieczności przesiadek na styku sieci i szlaków niezelektryfikowanych.

Pojazd HEMU jest projektowany w pełnej zgodności z europejskimi Technicznymi Specyfikacjami Interoperacyjności (TSI), co pozwala na jego potencjalną certyfikację i wdrożenie komercyjne nie tylko na rynku polskim, lecz także w innych krajach europejskich dążących do wymiany spalinowych zespołów trakcyjnych.

Redagowane przez Romilę DSilvę, redaktorkę Induportals, z pomocą AI.