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

Demiryollarında Yeni Bir Teknoloji: HİDROTRENLER

Arif AKTAŞ
ARUS Proje Yöneticisi

İklim değişikliği ve karbon emisyonunun azaltılması demiryolu endüstrisinin en önemli gündem başlıklarının 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 çevrilmiş durumda.

Bilindiği üzere demiryolu en temiz ulaşım modlarından biri olarak kabul edilmiştir. İngiltere 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 düştüğü belirtilmiştir. Bu, 2011-2012'den bu yana kaydedilen en düşük seviyedir.

Demiryolu diğer birçok ulaşım türüne göre çevreye daha az zararlı etkisi olmasına rağmen, 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 sağlamak için hidrojene yönelmeye başladı.

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

Dünyanın İlk Hidrojen Treni

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

Tren ilk kez 2016 yılında Berlin'deki InnoTrans fuarında görücüye çıktı ve 2018'de Almanya'da hizmet vermeye başladı. Trenin Almanya'da başarıyla işletilmesinin ardından firma İtalya, Fransa ve Avusturya'dan çeşitli siparişler aldı.

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

İngiltere’nin İlk Hidrotreni

İngiltere'nin ilk hidrojenle çalışan treni HydroFLEX, Birmingham Üniversitesi ve Porterbrook tarafından geliştirilip 2019'da görücüye çıkarıldı. HydroFLEX ilk olarak 1987 yılında üretilen Class 319 treninin geliştirilmesiyle elde edilmiştir. Porterbrook, sıfır karbon emisyonlu trende, hidrojen yakıt tankları, yakıt hücresi ve batarya paketi için Northern firması ile işbirliği yaptı.

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

HydroFLEX, ilk başarılı ana hat testini geçen yılın sonunda gerçekleştirdi. HydroFLEX 1 adı verilen tren ilk deneme sırasında, Warwickshire ve Worcestershire arasındaki ana hatta 40 kilometrelik yolculuğunu başarıyla tamamladı.

HydroFLEX 1’in başarılı testlerinden sonra, Innovate UK'den sağlanan ek finansman yardımıyla HydroFLEX 2'nin çalışmaları gerçekleştirildi. Finansman ile birlikte, yakıt hücreleri ve bataryanın trenin genel tasarımına daha entegre olmasını sağlayan bir sistem geliştirilmiş oldu.

Neden Hidrojen?

Hidrojenin demiryollarında yakıt olarak kullanılması birçok potansiyel fayda sağlamakla 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 sağlamaktadır. HydroFLEX'i geliştiren ekip, hidrojeni, trende taşınabilen mobil bir yakıt olduğu ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olduğu için seçtiklerini belirtmiştir. Bu gelişmelerle birlikte Hidrotrenleri(HMU) işletmelerde daha çok görmemiz mümkün olacaktır. Özellikle ülkemizdeki elektrifikasyon oranının düşük olması sebebiyle hidrotrenlerin kullanımı yaygınlaştırılmalıdır. Türkiye Hibrit Lokomotif, Elektrikli Tren Seti (EMU) ve Elektrikli Lokomotif üretiminde ciddi yol kat etti. TÜRASAŞ ve Aselsan işbirliği ile üretilen HSL 700 hibrit manevra lokomotifi, TÜRASAŞ Sakarya Bölge müdürlüğünde ilk prototipi tamamlanan ve testleri devam eden maksimum 165 km/h hıza sahip olan yerli ve milli elektrikli setimiz (EMU), TÜRASAŞ-Tübitak RUTE E5000 elektrikli ana hat lokomotifi çalışmaları devam ediyor. Yeni Hidrotren teknolojisini yakından takip edip bu konuda TÜRASAŞ, Aselsan, Tübitak RUTE gibi kurumlarımızın öncülüğünde yerli ve milli üretimle dünyada söz sahibi olmamız önem arz ediyor.

Kaynak: railway-technology.com