ARUS Proje Yöneticisi Arif AKTAŞ: Demiryollarında Yeni Bir Teknoloji: HİDROTRENLER

Demiryollarında Yeni Bir Teknoloji: HİDROTRENLER

Arif AKTAÅž
ARUS Proje Yöneticisi

Ä°klim deÄŸiÅŸikliÄŸi ve karbon emisyonunun azaltılması demiryolu endüstrisinin en önemli gündem baÅŸlıklarının arasında yer alıyor. Firmalar daha sürdürülebilir yakıt olanakları aramaya devam ederken, bir tren yakıtı olarak hidrojenin potansiyeli ortaya çıkıyor.

2021'in Avrupa Demiryolu Yılı olarak ilan edilmesinin ardından, inovasyon, sürdürülebilirlik, dijitalizasyon ve yeni teknolojileriyle birlikte tüm gözler demiryolu endüstrisine çevrilmiÅŸ durumda.

BilindiÄŸi üzere demiryolu en temiz ulaşım modlarından biri olarak kabul edilmiÅŸtir. Ä°ngiltere Demiryolu ve Karayolu Ofisi'nin 2019-2020 Demiryolu Emisyonu raporunda yayınlanan verilere göre, yolcu trenleri için dizel yakıt kullanımının 2018-2019'a kıyasla %1,5 arttığı, ancak CO2 emisyonunun yolcu km başına 35.1 g CO2'ye düÅŸtüÄŸü belirtilmiÅŸtir. Bu, 2011-2012'den bu yana kaydedilen en düÅŸük seviyedir.

Demiryolu diÄŸer birçok ulaşım türüne göre çevreye daha az zararlı etkisi olmasına raÄŸmen, demiryolu endüstrisi sürekli olarak karbon emisyonunu azaltmaya yönelik alternatif yakıtlar için çalışmalara hız kesmeden devam ediyor. Bazı firmalar daha temiz bir alternatif olan elektrikli veya bataryayla çalışan motorları tercih ederken, bazıları trenlere yakıt saÄŸlamak için hidrojene yönelmeye baÅŸladı.

Günümüzde Hidrojen yakıtı birkaç yöntemle üretilebiliyor. En yaygın olarak kullanılan yöntemlerden birisi doÄŸal gaz reformasyonu (bir termal süreç), diÄŸeri ise suyun elektrolizle hidrojen ve oksijen atomlarına ayırmak. Kullanılan elektrik ise rüzgar, güneÅŸ veya sudan elde edilebilir.

Dünyanın Ä°lk Hidrojen Treni

Dünyanın hidrojen yakıt hücresiyle çalışan ilk yolcu treni Alstom tarafından üretildi. 'Coradia iLint' adı verilen bu sıfır emisyonlu tren yalnızca buhar ve yoÄŸunlaÅŸtırılmış su salımı yapması nedeniyle gürültü seviyesi de diÄŸerlerine göre oldukça düÅŸüktür.

Tren ilk kez 2016 yılında Berlin'deki InnoTrans fuarında görücüye çıktı ve 2018'de Almanya'da hizmet vermeye baÅŸladı. Trenin Almanya'da baÅŸarıyla iÅŸletilmesinin ardından firma Ä°talya, Fransa ve Avusturya'dan çeÅŸitli sipariÅŸler aldı.

Trendeki sistemlerin çalışması için gereken elektrik, trenin çatısında depolanan hidrojeni havadaki oksijenle birleÅŸtirerek enerji üreten bir yakıt hücresi aracılığıyla saÄŸlanıyor. Coradia iLint, 150 oturan, 150 ayakta yolcu kapasitesine ve maksimum 140 km/h hızla 1.000 km menzile sahip.

Ä°ngiltere’nin Ä°lk Hidrotreni

Ä°ngiltere'nin ilk hidrojenle çalışan treni HydroFLEX, Birmingham Üniversitesi ve Porterbrook tarafından geliÅŸtirilip 2019'da görücüye çıkarıldı. HydroFLEX ilk olarak 1987 yılında üretilen Class 319 treninin geliÅŸtirilmesiyle elde edilmiÅŸtir. Porterbrook, sıfır karbon emisyonlu trende, hidrojen yakıt tankları, yakıt hücresi ve batarya paketi için Northern firması ile iÅŸbirliÄŸi yaptı.

Hidrojenle çalışan yakıt hücresi ünitesi, hidrojen ve oksijen karışımını 100kW'a kadar elektrik üretmek için dönüÅŸtürmektedir. Burada tek yan ürün sudur. HydroFLEX, ayrıca elektrik enerjisinin depolanmasını saÄŸlayan ve onu dünyanın ilk çift modlu elektrikli hidrojen treni yapan iki adet lityum iyon batarya ile donatılmıştır.

HydroFLEX, ilk baÅŸarılı ana hat testini geçen yılın sonunda gerçekleÅŸtirdi. HydroFLEX 1 adı verilen tren ilk deneme sırasında, Warwickshire ve Worcestershire arasındaki ana hatta 40 kilometrelik yolculuÄŸunu baÅŸarıyla tamamladı.

HydroFLEX 1’in baÅŸarılı testlerinden sonra, Innovate UK'den saÄŸlanan ek finansman yardımıyla HydroFLEX 2'nin çalışmaları gerçekleÅŸtirildi. Finansman ile birlikte, yakıt hücreleri ve bataryanın trenin genel tasarımına daha entegre olmasını saÄŸlayan bir sistem geliÅŸtirilmiÅŸ oldu.

Neden Hidrojen?

Hidrojenin demiryollarında yakıt olarak kullanılması birçok potansiyel fayda saÄŸlamakla birlikte bunlardan en dikkat çekici olanı sıfır karbon stratejilerini destekleyen temiz bir enerji kaynağı olmasıdır. Hidrojen yakıt hücresi teknolojisi ayrıca fosil yakıtlarla kıyaslandığında daha güçlü ve verimli bir enerji çıkışı saÄŸlamaktadır. HydroFLEX'i geliÅŸtiren ekip, hidrojeni, trende taşınabilen mobil bir yakıt olduÄŸu ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olduÄŸu için seçtiklerini belirtmiÅŸtir. Bu geliÅŸmelerle birlikte Hidrotrenleri(HMU) iÅŸletmelerde daha çok görmemiz mümkün olacaktır. Özellikle ülkemizdeki elektrifikasyon oranının düÅŸük olması sebebiyle hidrotrenlerin kullanımı yaygınlaÅŸtırılmalıdır. Türkiye Hibrit Lokomotif, Elektrikli Tren Seti (EMU) ve Elektrikli Lokomotif üretiminde ciddi yol kat etti. TÜRASAÅž ve Aselsan iÅŸbirliÄŸi ile üretilen HSL 700 hibrit manevra lokomotifi, TÜRASAÅž Sakarya Bölge müdürlüÄŸünde ilk prototipi tamamlanan ve testleri devam eden maksimum 165 km/h hıza sahip olan yerli ve milli elektrikli setimiz (EMU), TÜRASAÅž-Tübitak RUTE E5000 elektrikli ana hat lokomotifi çalışmaları devam ediyor. Yeni Hidrotren teknolojisini yakından takip edip bu konuda TÜRASAÅž, Aselsan, Tübitak RUTE gibi kurumlarımızın öncülüÄŸünde yerli ve milli üretimle dünyada söz sahibi olmamız önem arz ediyor.

Kaynak: railway-technology.com