Irish Rail – retrofit lokomotywy H₂-ICE
Pierwsza w Europie lokomotywa towarowa przystosowana do spalania wodoru w silniku spalinowym (H₂-ICE). Projekt pilotażowy ma na celu sprawdzenie, czy istniejące jednostki dieslowskie klasy 071 można zmodernizować w sposób szybki i ekonomiczny, bez pełnej wymiany napędu na ogniwo paliwowe.
| Zakres | Konwersja silnika wysokoprężnego lokomotywy klasy 071 na H₂-ICE (spalanie wodoru zamiast oleju napędowego); walidacja w eksploatacji towarowej |
|---|---|
| Partnerzy | Iarnród Éireann / Irish Rail (operator), DIGAS (Łotwa – specjalista retrofitów silników), we współpracy z jednostkami badawczymi i dostawcami infrastruktury H₂ |
| Typ silnika | V12 wysokoprężny, przebudowany do spalania wodoru (zmiany w układzie paliwowym, wtrysku i sterowaniu); zachowana architektura ICE |
| Architektura napędu | Bez ogniw paliwowych; koncepcja „drop-in retrofit”: silnik + zbiorniki H₂ + system bezpieczeństwa; brak baterii trakcyjnych, moc przenoszona przez istniejące układy mechaniczne i elektryczne |
| Moc i parametry | Docelowo ~2 500–2 700 kW (zależnie od kalibracji); moment obrotowy zbliżony do oryginalnego diesla; redukcja CO₂ bliska 100%, emisje NOx zależne od strategii spalania |
| Zbiorniki H₂ | Zestawy kompozytowe typu IV, ciśnienie robocze 350 bar; montaż na nadwoziu lokomotywy z systemami wentylacji i detekcji |
| Bezpieczeństwo | Instalacja detektorów wodoru, systemy odcięć i purgingu, integracja z logiką sterującą lokomotywy, zgodność z normami kolejowymi i ADR |
| Testy | Etap 1: testy stanowiskowe silnika; Etap 2: montaż prototypu i próby jazdy w Irlandii na liniach towarowych; ocena osiągów i emisji |
| Cel TRL | TRL6–7 (demonstracja w środowisku operacyjnym, przygotowanie do ewentualnej skali flotowej) |
| Finansowanie | Częściowe wsparcie z funduszy innowacyjnych; inwestycja własna Irish Rail i DIGAS |
Aspekt techniczny retrofit ICE → H₂
Konwersja na H₂-ICE wymaga wymiany układu zasilania i wtrysku, kalibracji ECU oraz modyfikacji systemów chłodzenia i wydechu. Wodór wprowadzany jest w kontrolowany sposób (port injection / direct injection – zależnie od wersji) tak, aby zoptymalizować spalanie i ograniczyć NOx. Dzięki zachowaniu istniejącego bloku i wału korbowego ogranicza się koszty i czas konwersji.
Korzyści i kompromisy
- CO₂: brak emisji z paliwa; neutralność zależna od źródła H₂.
- NOx: wyższe niż w ogniwach paliwowych, ale możliwe do kontroli dzięki EGR, SCR i kalibracji spalania.
- Koszt: niższy CAPEX niż ogniwa paliwowe; retrofit możliwy w kilka miesięcy.
- Żywotność: obciążenia mechaniczne podobne do diesla; wyzwaniem jest kontrola spalania wodoru (pre-detonacja, knock).
Integracja systemowa
Projekt wymagał integracji systemów zbiorników H₂ (wysokociśnieniowych) z ramą lokomotywy, zaprojektowania układów wentylacyjnych oraz dodatkowej elektroniki nadzorującej bezpieczeństwo. Diagnostyka i monitoring H₂ są kluczowe dla bezpieczeństwa operacyjnego. Lokomotywa zachowuje oryginalny układ przeniesienia napędu, co minimalizuje zmiany w eksploatacji i utrzymaniu.
Znaczenie dla sektora
Irish Rail zyskało demonstrator pozwalający ocenić realną możliwość modernizacji floty bez konieczności zakupu nowych jednostek. Jeśli projekt się sprawdzi, model retrofit H₂-ICE może być rozszerzony na inne kraje i operatorów, szczególnie tam, gdzie linie nie są zelektryfikowane, a CAPEX musi być ograniczony.
Wnioski inżynieryjne
Retrofit H₂-ICE jest kompromisem między pełną zeroemisyjnością a kosztami. Choć generuje emisje NOx, umożliwia szybkie i tanie unowocześnienie parku lokomotyw. Projekt Irish Rail jest pierwszym dowodem, że takie rozwiązanie można wdrożyć w eksploatacji towarowej w Europie.
Opracowanie redakcyjne.
