Новые варианты рельсового транспорта

Белорусский проект дороги SkyWay. Изображение с сайта www.rsw-systems.com

В Берлине прошла крупнейшая международная выставка рельсового транспорта InnoTrans. С момента первого проведения в 1996 году и до наших дней выставка InnoTrans является ведущим международным смотром рельсового транспорта. Понятно, что выставка нацелена прежде всего на специалистов отрасли.

Уникальная концепция InnoTrans включает в себя  экспозицию под открытым небом, специализированную выставку в павильонах и обширную программу конференций InnoTrans Convention. 

На этот раз в программе выставки были представлены: железнодорожные технологии – рельсовый подвижной состав/ комплектующие детали и узлы; железнодорожная инфраструктура – инфраструктура/ путевая и строительная техника/ путевые системы/ контактные сети/ рельсы/ системы контроля; внутреннее оснащение подвижного состава – интерьер/ напольные покрытия/ поручни/ оборудование для кухни/ обивка сидений/ текстиль; общественный пассажирский транспорт – автобусы ближнего и дальнего следования/ стационарные сооружения/ системы оплаты проезда/ информационные системы для пассажиров/ менеджмент/ обработка данных /логистика грузовых перевозок/ сервисные и консультационные услуги; строительство тоннелей – строительная техника, запчасти, оборудование/ системы сигнализации и безопасности/ системы вентиляции и освещения/ ремонт и обслуживание/ сервисные и консультационные услуги.

История проведения в Берлине этого форума железнодорожников показывает нарастание интереса к выставке. InnoTrans 2012 стала местом сбора 2515 участников из 49 стран, InnoTrans 2014 собрала 2758 участников из 55 стран (доля иностранных участников составила 61%). InnoTrans 2016 стала крупнейшей за все время проведения: 2955 экспонентов маркетинговой платформы и драйвера для инноваций, зато выставка 2018 года уже собрала более 3000 участников.

Конечно, для такого узкоспециализированного издания, как «НГ-Энергия», найти среди железнодорожников собственную тему было не так просто. Мое внимание привлекли прежде всего новые виды транспорта, и особенно транспорта с использованием альтернативных источников энергии.  

Так, Германия продемонстрировала поезд на водородных топливных элементах. Надо подчеркнуть, что это уже действующий проект. Как отмечает немецкое государственное информационное агентство Deutsche Welle (DW), первый в мире поезд на водородных топливных элементах Coradia iLint накануне открытия выставки, 16 сентября, выполнил  свой тестовый рейс в Бремерфёрде (земля Нижняя Саксония). Уже с 17 сентября он вышел на стандартный маршрут и связал этот город с Куксхафеном, Бремерхафеном и Букстехуде. С 2021 года 14 таких поездов будут выполнять регулярные рейсы по маршруту Букстехуде–Куксхафен.

Суть проекта состоит в следующем: на крыше состава установлены  цистерна с водородным топливом и топливный элемент, преобразующий  энергию водорода в электрический ток без ущерба для окружающей среды.

Транспортное средство было разработано и изготовлено в немецком городе Зальцгиттер французской компанией Alstom – европейским первопроходцем в области высокоскоростных электропоездов.

Земельное транспортное министерство планирует в ближайшем будущем полностью заменить дизельные региональные поезда водородными. Ранее сообщалось, что на эти цели выделено 81,3 млн евро. Интерес к поездам проявили также еще три федеральные земли в Германии, есть несколько потенциальных покупателей из других европейских стран и Северной Америки

Поезд на водородных элементах. Фото © Rene Frampe/Alston

Внешне Coradia iLint ничем не отличается от обычных поездов, курсирующих по всей Германии на небольшие расстояния, – разве что своим небесно-голубым цветом, символизирующим экологичность. Внутри новый поезд вообще неотличим от своих собратьев. А вот с технической точки зрения Coradia iLint – это прорыв, так как это первый в мире поезд на водородных топливных ячейках. 

Новая серия представляет собой небольшие поезда с двумя электромоторами, электричество для которых поступает не из воздушной контактной сети, а из источника энергии в самом поезде. Выбросов вредных веществ в атмосферу, как у дизельных двигателей, при этом не возникает, поскольку в качестве результата электрохимической реакции в топливном элементе в окружающую среду выделяется только вода. И еще преимущество: поезд движется практически бесшумно.

Максимальная скорость Coradia iLint – 140 км в час. Дальность поездки на одной заправке – от 800 до 1000 км, а сама заправка длится около 15 минут.

Эксперты называют топливные элементы на водороде идеальной технологией получения энергии в будущем. Однако минусы у нее тоже есть. Например, водород в цистерне на крыше поезда получен не естественным путем, а в результате процесса электролиза воды, на который потребовалось потратить много электроэнергии, полученной вовсе не всегда экологически чистым способом.

В ответ на это производитель Coradia iLint – французский концерн Alstom  уже пообещал построить предприятие по производству водорода с помощью электричества с ветряных электростанций.

Другой проблемой является фактическое отсутствие «водородной инфраструктуры», то есть водородных заправок. Здесь тоже пока речь только о будущем. Например, в немецкой федеральной земле Гессен, где сейчас тоже обсуждают старт пригородных поездов на водородном топливе, запланировали строительство водородной заправочной станции. 

Что же касается начавшего курсировать на севере Германии Coradia iLint, то водород ему в первое время будут доставлять из Нидерландов. Кстати, и само производство «чудо-поезда» тоже вполне общеевропейское. Так, изначально технология поездов на водородном топливе разрабатывалась немецкой компанией LHB, которая позже была поглощена французским концерном Alstom. А сейчас Alstom вместе с немецкой компаний Siemens объединяют усилия и к началу 2019 года планируют создать совместное предприятие в области производства железнодорожного транспорта. 

Дальнейшие исследования в этом направлении проводят ученые Хельмхотцинститута в Эрлангене – Нюрнберге. Речь идет при этом о связывании газообразного водорода с безопасной для транспортировки и хранения жидкой средой – принцип Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC).  Вопрос снабжения таких поездов водородом, считает профессор Петер Вассершейд из Хельмхотцинститута связан с созданием специальной инфраструктры для использования принципа LOHC. Один литр такой жидкости способен связать более 650 л водорода. 

Знаменитая Александерплац в Берлине вновь покрылась трамвайными путями. Фото Pixabay

Другая немецкая новинка выставки связана с применением трамваев... без водителей. Надо сказать, что трамвай в Берлине снова начал активно использоваться, и если в начале 2000-х  он было исчез из центра Восточного Берлина, то в наши дни он снова появился на знаменитой Александерплац.

С точки зрения профессора Маркуса Хехта, специалиста по рельсовому транспорту в Берлинском техническом университете, эра преимущественно автомобильного транспорта в немецких городах заканчивается. В Берлине разработана специальная программа реформирования инфраструктуры города, и многие трамвайные пути будут восстановлены или заново простроены с продолжением в западную часть города. По его словам, в этом плане Берлин берет пример с Франции. Развитие рельсового транспорта, по его мнению, неразрывно связано с повышением качества жизни, включая улучшение состояния воздушной среды города. Инновацией в условиях применения рельсового транспорта в городской среде является разработка рельсового городского транспорта без водителя, а также внедрение гибридных двигателей.

Проблема разработки рельсового транспорта без водителя находится пока в экспериментальной стадии. В Саксонии на трассе Аннаберг–Буххольц–Шварценберг построена тестовая полностью автоматизированная линия. В данном случае главную роль, отмечает в  связи с этим специализированное издание, посвященное выставке InnoTrans, играют такие факторы, как контроль, безопасность и наблюдение.

Что касается гибридных локомотивов, то на выставке были представлены локомотивы, сочетающие дизель с электротягой. По сравнению с чисто дизельными локомотивами их преимуществом являются значительно меньшие выбросы двуокиси углерода. В год такая экономия насчитывает многие тысячи тонн СО2.   

Однако не только новые виды топлива, но и новый дизайн способны резко повысить энергоэффективность транспортного средства. В связи с этим заслуживает внимания новинка, представленная белорусской компанией «Струнные технологии». Речь идет, по сути дела, о новом виде транспорта, способном разгоняться до 500 км/ч, – о высокоскоростном юнибусе, одном из новых модулей струнного транспорта SkyWay. Компания-разработчик SkyWay Technologies Co. (ЗАО «Струнные технологии») создала и выводит на рынок рельсовые транспортные системы, основанные на применении сверхлегких эстакад особой конструкции. Первые модели подвижного состава SkyWay – юнибус и юнибайк – были презентованы на InnoTrans 2016, с тех пор разработчики шагнули далеко вперед. В этом году компания презентует совершенно новую разработку – высокоскоростной юнибус, способный разгоняться до 500 км в час.

Новинка представляет собой шестиместный высокоскоростной транспортный модуль, имеющий уникальные аэродинамические характеристики, близкие к теоретическому пределу: коэффициент аэродинамического сопротивления Cx = 0,06; расчетная скорость движения – 500 км/ч при расходе энергии в топливном эквиваленте 0,93 кг/100 пасс. часо-км. На скорости 100 км/ч расход составит менее 0,1 кг/100 пасс. часо-км. Эти показатели станут рекордными для высокоскоростного маломестного колесного транспортного средства.

«Струнные технологии» также представили на InnoTrans 2018 18-местный юникар, прошедший весь комплекс испытаний и сертификацию, предназначенный для городских пассажирских перевозок со скоростью до 150 км/ч. Это транспортное средство оборудовано только сидячими местами, оно отличается повышенным уровнем комфорта и безопасности. Юникар – рекордсмен эффективности в своем классе: расход энергии в топливном эквиваленте 0,12 кг/100 пасс. часо-км (при скорости 100 км/ч).

Семейство SkyWay представляет собой инновационные транспортно-инфраструктурные комплексы, состоящие из рельсово-струнных предварительно напряженных неразрезных эстакад, аэродинамичных беспилотных рельсовых автомобилей на стальных колесах, интеллектуальной системы безопасности, управления, энергообеспечения и связи, а также инфраструктуры «второго уровня» – станций, вокзалов, терминалов, гаражей, стрелочных переводов и др.

Комплексы SkyWay – грузовые, городские и междугородние высокоскоростные – имеют различные модификации для грузовых, пассажирских и грузо-пассажирских перевозок и обеспечат производительность до 100 тыс. пассажиров в час для пассажирских и до 250 млн т грузов в год для грузовых перевозок. Скорость движения рельсовых автомобилей достигает 500 км/ч на междугородних маршрутах и 150 км/ч – в городской черте.

Берлин