Toyota, East Japan Railway i Hitachi rozpoczynają prace nad nowym hybrydowym pociągiem wodorowo-elektrycznym

Toyota, East Japan Railway Company (JR East) oraz Hitachi wspólnie opracują prototyp wodorowo-elektrycznego pociągu hybrydowego, zasilany bateriami oraz ogniwami paliwowymi. Rozpoczynając współpracę nad nowym typem pociągu, trzy japońskie przedsiębiorstwa dążą do tego, by kolej stanowiła jeszcze bardziej ekologiczny środek transportu niż obecnie. Koncepcyjny pojazd otrzyma nazwę HYBARI.

Prototyp hybrydowego, elektryczno-wodorowego pociągu HYBARI będzie się składał z dwóch wagonów, w których podwoziach zostaną zamontowane poszczególne elementy układu napędowego. Podstawowym źródłem energii będzie wodór magazynowany w wysokociśnieniowych zbiornikach Toyoty. Wodór będzie trafiał do zestawu ogniw paliwowych, gdzie w reakcji z tlenem pobieranym z powietrza będzie powstawał prąd oraz para wodna. Energia elektryczna będzie trafiała bezpośrednio do silników oraz do baterii, gdzie będzie magazynowana również energia odzyskiwana podczas hamowania. Silniki elektryczne będą zatem zasilane z dwóch źródeł – z ogniw paliwowych i z baterii.

Nazwa HYBARI to skrót od HYdrogen-HYBrid Advanced Rail vehicle for Innovation (wodorowo-hybrydowy zaawansowany pojazd szynowy dla innowacji). Dwuwagonowy prototyp będzie się rozpędzał maksymalnie do 100 km/h i pokonywał na jednym tankowaniu 140 km. Napęd będzie się składał z 4 silników o mocy 95 kW, dwóch inwerterów oraz czterech zestawów ogniw paliwowych Toyoty ze stałym elektrolitem polimerowym o mocy 60 kW. Zestaw uzupełnią dwie baterie litowo-jonowe o pojemności 120 kWh oraz cztery moduły po pięć zbiorników wodoru, z których każdy pomieści 51 l wodoru pod ciśnieniem 700 atmosfer (70 MPa). Testy pociągu rozpoczną się w marcu 2022 roku na krótkich lokalnych liniach w okolicach Jokohamy i Kawasaki. Docelowo pociągi HYBARI będą mogły zastąpić składy spalinowe na trasach pozbawionych trakcji.

Toyota, JR East i Hitachi połączą swoje technologie oraz możliwości produkcyjne z branży kolejowej i motoryzacyjnej. Kolejowy napęd hybrydowy Hitachi opracowany wspólnie z JR East zostanie rozbudowany o technologię ogniw paliwowych, które stosowane są m.in. w osobowym sedanie Toyota Mirai i miejskim autobusie Toyota SORA. Ogniwa zostaną przystosowane do pracy w zupełnie odmiennych warunkach w napędzie lokomotywy. Wodorowo-elektryczny napęd będzie musiał zapewnić bardzo wysoką moc, wystarczającą do poruszania pociągu.

Wodór to wyjątkowo czyste paliwo, które zapewnia minimalny wpływ transportu na środowisko i klimat. Można go wytwarzać na kilka sposobów z użyciem energii odnawialnej, w tym z wody, metanu czy odpadów. Japonia widzi w wodorze także sposób na zapewnienie krajowi bezpieczeństwa energetycznego i uniezależnienie się od zewnętrznych dostawców paliw kopalnych. Wodór ma wiele zalet jako magazyn energii odnawialnej, komplementarny wobec magazynów bateryjnych, dlatego rozbudowanie elektrowni OZE o instalacje wodorowe zwiększają ich wydajność i stabilność dostaw energii. Popularyzacja wodoru w transporcie, energetyce i całej gospodarce przyczynia się do szybszego ograniczania emisji CO2, zapobiegania globalnemu ociepleniu i dywersyfikacji źródeł energii.