เมื่อเร็วๆ นี้ กรมการรถไฟแห่งชาติได้จัดทำ "ระเบียบการบริหารงานเกี่ยวกับการปรับปรุงระบบพลังงานสำหรับรถจักรดีเซลรถไฟที่ชราภาพ" (ในที่นี้จะเรียกว่า "ระเบียบ") และขณะนี้กำลังเปิดรับฟังความคิดเห็นจากประชาชนต่อร่างระเบียบดังกล่าว
มาตรา 3 ของระเบียบระบุอย่างชัดเจนว่า การปรับปรุงระบบพลังงานสำหรับรถจักรดีเซลรถไฟที่ชราภาพเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนระบบพลังงานที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลของรถจักรดีเซลรถไฟที่ชราภาพเป็นระบบพลังงาน เช่น "ระบบเครื่องยนต์ดีเซล + แบตเตอรี่ไฟฟ้า" "ระบบแบตเตอรี่ไฟฟ้า" และ "ระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน + แบตเตอรี่ไฟฟ้า" ซึ่งมีประสิทธิภาพด้านพลังงานและระดับการปล่อยมลพิษที่ดีกว่า
ด้วยการประกาศใช้ระเบียบเหล่านี้ ระบบรถไฟก็ได้เริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงไปสู่การใช้พลังงานไฮโดรเจนในที่สุด ตามรอยของภาคส่วนทางหลวง การบินระดับต่ำ และทางน้ำ! ชิ้นส่วนสำคัญของระบบการขนส่งพลังงานไฮโดรเจนได้เข้าที่แล้ว และการเปลี่ยนแปลงครอบคลุมไปสู่การใช้พลังงานไฮโดรเจนแทนที่กำลังกลายเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
ความหลีกเลี่ยงไม่ได้ของการใช้พลังงานไฮโดรเจนในระบบรถไฟ
1. ทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับนวัตกรรมพลังงานที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ/ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์
รถจักรดีเซลที่ชราภาพพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลในการผลิตพลังงาน ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากกว่า 70% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดของระบบรถไฟ รถจักรที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่ผลิตจากเซลล์เชื้อเพลิงจะผลิตเพียงน้ำเป็นผลพลอยได้และการปล่อยมลพิษ เมื่อใช้ร่วมกับไฮโดรเจนสีเขียว (ผลิตจากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าโดยใช้พลังงานหมุนเวียน) สามารถบรรลุ "การดำเนินงานที่ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์" ตลอดอายุการใช้งานได้ ขบวนรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Mireo Plus H ซึ่งดำเนินการโดย Deutsche Bahn (DB) แล้ว มีระยะทางขับขี่เกิน 1,000 กิโลเมตร และลดการปล่อยมลพิษได้มากกว่า 90% เมื่อเทียบกับรถจักรดีเซล ซึ่งเป็นแนวทางอ้างอิงสำหรับการขนส่งสินค้าหนักของจีนและการปรับปรุงระบบไฟฟ้าของเส้นทางรถไฟทางไกล
2. การทำลายข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ในการจัดหาพลังงานให้กับระบบรถไฟ
การใช้ไฟฟ้าในระบบรถไฟต้องการการติดตั้งระบบสายไฟฟ้าแขวนเนื่องจากจีนมีพื้นที่กว้างใหญ่และมีสภาพภูมิประเทศที่ซับซ้อน ซึ่งรวมถึงภูเขา ทะเลทราย และทะเลทรายโกบี การสร้างระบบสายไฟฟ้าขนานทางรถไฟจึงเป็นความท้าทายที่สำคัญ หัวรถจักรที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนสามารถขับเคลื่อนได้ด้วยถังเก็บไฮโดรเจนบนตัวรถ ทำให้ไม่ต้องพึ่งพาตาข่ายไฟฟ้าที่ตายตัว ซึ่งทำให้สามารถปรับตัวได้ดีกับภูมิภาคทางตะวันตกเฉียงเหนือและตะวันตกเฉียงใต้ของจีน ซึ่งอุดมไปด้วยพลังงานหมุนเวียน แต่มีตาข่ายไฟฟ้าที่อ่อนแอ ด้วยการใช้พลังงานหมุนเวียนที่ผลิตในท้องถิ่นเพื่อผลิตไฮโดรเจน สามารถสร้างระบบปิดของ "การผลิตไฮโดรเจนในท้องถิ่น - การใช้ไฮโดรเจนของหัวรถจักร" ได้ ซึ่งช่วยลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการส่งไฟฟ้าทางไกล
ข้อได้เปรียบหลักของหัวรถจักรที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน
หัวรถจักรที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนมีข้อได้เปรียบหลักสามประการ คือ ระยะทางขับเคลื่อนและความสามารถในการบรรทุกน้ำหนักที่แข็งแกร่ง ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่แข็งแกร่ง และประสิทธิภาพในการเติมพลังงานที่สูง
ระยะทางขับเคลื่อนและความสามารถในการบรรทุกน้ำหนักที่แข็งแกร่ง: เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีความหนาแน่นพลังงาน 3-5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม และมีประสิทธิภาพพลังงานโดยรวมสูง พลังงานไฮโดรเจนที่มีปริมาตรเท่ากันสามารถให้พลังงานที่ยาวนานและกำลังขับที่สูงขึ้นแก่หัวรถจักร ซึ่งช่วยเพิ่มระยะทางขับเคลื่อนและความสามารถในการบรรทุกน้ำหนัก ทำให้เหมาะสำหรับการขนส่งสินค้าทางไกล
ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่แข็งแกร่ง: การออกแบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนร่วมกับถังเก็บไฮโดรเจนที่มีฉนวนกันความร้อน ช่วยให้ระบบพลังงานของหัวรถจักรสามารถทำงานได้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่หลากหลาย สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพภูมิอากาศภายนอกและสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกันได้
ประสิทธิภาพในการเติมพลังงานที่สูง: หัวรถจักรที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนใช้เวลาในการเติมเชื้อเพลิงน้อย ซึ่งสามารถทำได้ภายในไม่กี่นาที เมื่อเทียบกับเวลาที่ใช้ในการชาร์จไฟหลายชั่วโมงแล้ว วิธีนี้จึงเหมาะสมกับความต้องการ "ความจุสูงและความเร็วสูง" ของทางรถไฟสายหลักมากกว่า
การเพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของสถานีเติมไฮโดรเจน
การปรับปรุงหัวรถจักรที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนสามารถขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในระบบอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจนที่มีอยู่ ความแน่นอนของเส้นทางทางรถไฟและความเสถียรของการใช้ไฮโดรเจนเป็นข้อได้เปรียบที่ไม่พบในสถานการณ์อื่น ๆ ซึ่งช่วยให้สามารถวางแผนและก่อสร้างได้เป็นเอกภาพการใช้สถานีเติมไฮโดรเจนร่วมกับยานพาหนะที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนและระบบขนส่งทางรางที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นพลังงาน สามารถบรรลุ "การดำเนินงานเครือข่ายไฮโดรเจนแบบพร้อมกัน" ขยายขนาดตลาดการใช้งาน และลดต้นทุนการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจในการก่อสร้างและดำเนินงานสถานีเติมไฮโดรเจน ช่วยให้สถานีเติมไฮโดรเจนมีพื้นที่ในการพัฒนาที่กว้างขวางขึ้นในตลาดพลังงาน
คุณค่าสองด้านของ "การปฏิวัติการขนส่ง + ความมั่นคงทางพลังงาน"
1. ลดการปล่อยคาร์บอนและยกระดับคุณภาพ ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
การนำระบบพลังงานไฮโดรเจนมาใช้จะค่อยๆ ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลของระบบรางลง ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพลังงานของหัวรถจักรทางราง ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการใช้ไฮโดรเจนและเทคโนโลยีพลังงาน หัวรถจักรทางรางที่ใช้ไฮโดรเจนจะเติมเต็มการใช้งานปลายทางของพลังงานไฮโดรเจนในภาคการขนส่ง ส่งเสริมการปฏิวัติพลังงานการขนส่งระดับชาติที่กว้างขวางยิ่งขึ้น
2. ปรับโฉมภูมิทัศน์การขนส่งพลังงาน
หัวรถจักรที่ใช้ไฮโดรเจนสามารถเปลี่ยน "การส่งไฟฟ้าจากตะวันตกสู่ตะวันออก" เป็น "การขนส่งไฮโดรเจนจากตะวันตกสู่ตะวันออก" ขยายขอบเขตการขนส่งพลังงานไฮโดรเจนผ่านระบบรางอย่างมาก เมื่อเปรียบเทียบกับการส่งไฟฟ้าแรงสูงสุด ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแบบบูรณาการของการผลิต การจัดเก็บ และการขนส่งพลังงานไฮโดรเจนนั้นสูงกว่า และสามารถหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากการส่งไฟฟ้าทางไกลได้ (ประมาณ 6-8% สำหรับการส่งไฟฟ้าแรงสูงสุด)
ระบบรางเป็นสถานการณ์ที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้พลังงานไฮโดรเจน การปรับปรุงระบบพลังงานหัวรถจักรเก่าให้ใช้ไฮโดรเจนได้ส่งสัญญาณเชิงบวกแล้ว เมื่อพลังงานไฮโดรเจนถูกนำมาใช้ในหัวรถจักรทางรางในวงกว้าง ความต้องการตลาดสำหรับพลังงานไฮโดรเจนจะเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในทั้งห่วงโซ่อุตสาหกรรมการผลิต การจัดเก็บ การขนส่ง และการใช้ไฮโดรเจนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
