HydroShunter (UK) — hybrydowa lokomotywa manewrowa z napędem wodorowo-bateryjnym
Projekt HydroShunter to modernizacja klasycznej lokomotywy manewrowej (Class 08) w Wielkiej Brytanii. Zamiast wysłużonego diesla zastosowano hybrydowy układ ogniwo paliwowe + bateria, tworząc zeroemisyjny pojazd manewrowy dla terminali i bocznic przemysłowych.
| Zakres | Przebudowa spalinowej lokomotywy manewrowej na napęd hybrydowy (fuel cell + bateria); weryfikacja w warunkach operacyjnych |
|---|---|
| Partnerzy | Unipart Rail, Arcola Energy (obecnie Ballard Motive Solutions), Angel Trains, UK Innovate; wsparcie Network Rail |
| Architektura napędu | Ogniwo paliwowe (PEM) jako źródło ciągłe + bateria litowo-jonowa (LFP/NMC) jako bufor i źródło mocy szczytowej; układ hybrydowy DC/DC → falowniki trakcyjne |
| Moc | Ogniwo paliwowe ~250 kW, bateria ~500 kW mocy chwilowej; łączna zdolność pokrywa wymagania manewrowe Class 08 |
| Zbiorniki H₂ | Kompozytowe, 350 bar, montaż dachowy; integracja z systemem monitoringu i wentylacji |
| Tryb pracy | Fuel cell zapewnia bazową moc; bateria obsługuje starty/rozruchy ciężkich składów i odzysk energii z hamowania |
| Bezpieczeństwo | Detektory H₂, zawory bezpieczeństwa, systemy awaryjnego odcięcia; spełnienie norm kolejowych UK i standardów H₂ |
| Testy | Testy dynamiczne w centrum testowym UK Rail + próby manewrowe w terminalach; ocena zdolności ciągnięcia pociągów towarowych o masie do 1000 t |
| Cel TRL | TRL7 (pełna demonstracja w warunkach rzeczywistych) |
| Finansowanie | Program Innovate UK (granty B+R), inwestycja prywatna Angel Trains |
Architektura i logika energetyczna
HydroShunter wykorzystuje hybrydową architekturę, w której ogniwo paliwowe pracuje w trybie ciągłym w zakresie optymalnej sprawności, a bateria pokrywa zapotrzebowanie chwilowe i absorbuje energię hamowania. Strategia EMS minimalizuje wahania obciążenia FC, co redukuje jego degradację. Dzięki temu system łączy zalety wysokiej gęstości energetycznej wodoru z wysoką mocą dynamiczną baterii.
Integracja mechaniczna
Konwersja Class 08 polegała na usunięciu diesla i instalacji modułu FC wraz ze zbiornikami H₂ na dachu. Akumulatory trakcyjne umieszczono w przedziałach po silniku, a systemy sterowania w szafach bocznych. Wymagało to wzmocnienia ramy i adaptacji układów chłodzenia oraz wentylacji. Układ przeniesienia napędu pozostał w dużej mierze bez zmian (silniki trakcyjne DC), co ułatwiło retrofit.
Korzyści operacyjne
- Zero emisji CO₂ i spalin — praca na bocznicach w centrach miast bez emisji lokalnych.
- Mniej hałasu — cicha praca, szczególnie istotna w portach i terminalach.
- Elastyczność energetyczna — możliwość pracy ciągłej z FC i dynamicznej z baterii.
- Niższy TCO — brak kosztów paliwa kopalnego, uproszczone utrzymanie w porównaniu do diesla.
Wyzwania techniczne
Największym wyzwaniem jest zapewnienie odpowiedniej infrastruktury H₂ na bocznicach i terminalach. Dodatkowo, integracja zbiorników H₂ na dachu wymagała dostosowania gabarytów do skrajni brytyjskiej. Trwałość ogniw paliwowych testowana jest w długotrwałych cyklach pracy manewrowej (częste zmiany obciążenia, postoje, krótkie sprinty).
Znaczenie projektu
HydroShunter udowadnia, że nawet pojazdy z lat 50. i 60. (jak Class 08) mogą zostać zmodernizowane do pełnej zeroemisyjności. To pokazuje kierunek dla flot manewrowych w Europie — szybkie retrofity wodorowe jako alternatywa dla zakupu nowych lokomotyw elektrycznych.
Wnioski inżynieryjne
Projekt HydroShunter dowodzi, że hybrydowy układ FC + bateria jest technicznie wykonalny i ekonomicznie uzasadniony dla zastosowań manewrowych. Rozwiązanie eliminuje emisje, obniża hałas i może być wdrażane w istniejących pojazdach. Kluczowe pozostaje zapewnienie taniego i zielonego wodoru oraz odpowiedniej infrastruktury tankowania.
Opracowanie redakcyjne.
