Trzy źródła energii w jednym pociągu. Kluczowy system tworzą polscy inżynierowie

Zespół trakcyjny ma korzystać z energii pozyskiwanej z sieci trakcyjnej, a gdy znajdzie się na odcinku niezelektryfikowanym, przechodzić na zasilanie z baterii i ogniw paliwowych. Dzięki temu jeden skład będzie mógł obsługiwać wszystkie trasy o różnym standardzie infrastruktury bez konieczności stosowania silnika wysokoprężnego. Zastosowane rozwiązanie jest całkowicie bezemisyjne i dedykowane dla połączeń regionalnych, realizowanych na liniach częściowo niezelektryfikowanych, obsługiwanych obecnie przez pojazdy spalinowe.

To kolejny etap budowania kompetencji w zakresie kolei wodorowej w Polsce. Zespoły inżynierów PESA i ABB, zaangażowanych obecnie w prototyp HEMU, pracowały wcześniej przy wspólnym projekcie wodorowej lokomotywy, zakończonym w 2021 r. Jednak tym razem zakres prac jest znacznie szerszy.

Projekt prowadzony z Polski

W przypadku pociągu korzystającego z trzech źródeł energii wyzwaniem nie jest samo umieszczenie urządzeń na pokładzie w odpowiedniej konfiguracji. Poszczególne elementy napędu muszą wymieniać dane, odpowiednio rozdzielać energię i pracować jako jeden układ niezależnie od tego, z którego źródła w danym momencie korzysta pojazd. Do tego potrzeba nie tylko energooszczędnych i wydajnych przekształtników oraz baterii trakcyjnych, ale też inteligentnych modułów sterowania i dystrybucji energii. To właśnie za opracowanie i integrację kluczowych elementów tej pokładowej infrastruktury odpowiada polski zespół projektowy ABB, który na bieżąco współpracuje z inżynierami firmy PESA.

Kluczowe podzespoły pakietu trakcyjnego powstaną w fabryce ABB w Aleksandrowie Łódzkim, a także w zakładach tej firmy we Włoszech i Szwajcarii, wyspecjalizowanych w poszczególnych liniach produktowych. Zadaniem zespołu z Aleksandrowa Łódzkiego jest połączenie tych urządzeń w jeden sprawnie i niezawodnie działający organizm oraz koordynacja współpracy między zespołami inżynierskimi w różnych krajach. W fabryce PESA wszystkie te elementy zeroemisyjnego układu zostaną następnie zintegrowane z pozostałymi systemami pojazdu.

– W tym projekcie nie chodzi o dostarczenie kilku niezależnych urządzeń i zainstalowaniu ich na pojeździe kolejowym. System zarządzania energią będzie odpowiadał za współpracę trzech różnych źródeł energii i dostosowywanie sposobu pracy pojazdu do warunków na trasie. Wszystko musi tworzyć jeden spójny układ. Nasz zespół odpowiada za dostawę oraz połączenie różnych technologii i koordynację współpracy pomiędzy specjalistami z kilku krajów. To kompetencje znacznie wykraczające poza samą produkcję urządzeń – mówi Dawid Szkucik z biznesu Systemów Napędowych ABB w Aleksandrowie Łódzkim.

Budowa lokalnego zaplecza

Rozwiązania tego typu odpowiadają na wyzwania, z którymi mierzy się kolej praktycznie w całej Unii Europejskiej. Z danych Eurostatu wynika, że w UE zelektryfikowanych jest niespełna 60% linii kolejowych. Potencjalnym obszarem zastosowania HEMU są połączenia regionalne i lokalne, w przypadku których elektryfikacja całej linii byłaby kosztowna albo trudna technicznie. Dotyczy to również tras przebiegających przez gęsto zabudowane tereny i obszary, na których priorytetem jest ograniczenie emisji oraz hałasu.

– Możliwość korzystania z trzech źródeł energii daje przewoźnikowi znacznie większą swobodę w planowaniu tras. Pociąg nie zatrzymuje się wraz z końcem sieci trakcyjnej. Może kontynuować jazdę bez silnika Diesla, wykorzystując wodór i energię zgromadzoną w bateriach. To istotne tam, gdzie pełna elektryfikacja linii nie miałaby ekonomicznego uzasadnienia – dodaje ekspert.

Projekt wzmacnia także lokalne zaplecze przemysłowe. Pojazd HEMU jest projektowany z uwzględnieniem europejskich wymagań dotyczących interoperacyjności, bezpieczeństwa i eksploatacji. Doświadczenia zdobyte przy jego realizacji mogą więc znaleźć zastosowanie nie tylko w Polsce, ale też przy rozwiązaniach dla innych rynków, na których przewoźnicy szukają alternatywy dla taboru spalinowego na liniach niezelektryfikowanych.

– Polska jest dziś miejscem, w którym nie tylko produkuje się urządzenia dla kolei. Coraz więcej kompetencji dotyczy projektowania, integracji i prowadzenia całych przedsięwzięć technologicznych – uważa Dawid Szkucik. – Kilka lat temu wspólnie z firmą PESA zdobywaliśmy doświadczenia przy pierwszej polskiej lokomotywie wodorowej. Dziś część tego samego zespołu pracuje nad bardziej złożonym pojazdem pasażerskim wykorzystującym trzy źródła energii. W ten sposób buduje się lokalne know-how – podsumowuje.