Nhà điều hành đường sắt Nhật Bản chú ý đến các đoàn tàu hydro được cung cấp nhiên liệu bằng chất mang H2 hữu cơ lỏng trên tàu
JR Central ký hợp đồng với Hitachi và Eneos để khám phá việc sử dụng H2 chiết xuất từ methylcyclohexane thay vì dầu diesel trên các dây chuyền không điện khí hóa
Một trong những đoàn tàu diesel trên mạng lưới của JR Central mà công ty muốn thay thế bằng các mẫu tàu chạy bằng hydro. Ảnh: Wikimedia
Nhà điều hành đường sắt Nhật Bản JR Central đã ký một biên bản ghi nhớ với Hitachi và công ty dầu mỏ Eneos để hợp tác giới thiệu tàu hydro trên các tuyến đường sắt không điện khí hóa, hiện đang sử dụng động cơ diesel.
Một phần quan trọng của thỏa thuận là khám phá khả năng sử dụng hóa chất mang hydro hữu cơ lỏng (LOHC) có tên là methylcyclohexane (MCH) làm nguồn hydro trên tàu.
Nói cách khác, MCH (C7H14) sẽ được tải lên tàu hỏa, trong đó H2 sẽ được chiết xuất thông qua hệ thống khử hydro trên tàu, sau đó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho pin nhiên liệu hoặc động cơ hydro (JR không đề cập đến hệ thống truyền động cụ thể).
MCH là chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất xung quanh và có thể được vận chuyển giống như dầu, do đó dễ xử lý hơn H2 nén hoặc hóa lỏng ở áp suất cao (cần được bảo quản ở nhiệt độ dưới âm 253°C), trong khi nó kém hơn nhiều. độc hại đối với con người hơn amoniac.
Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất cũng có những nhược điểm (xem bảng bên dưới).
JR Central cho biết trong một thông cáo báo chí: “Ba công ty sẽ xem xét chuỗi cung ứng hydro tối ưu cho đường sắt, nhắm đến các hãng vận chuyển hydro khác nhau bao gồm hydro hóa lỏng và MCH”.
Cách MCH hoạt động như chất mang hydro
MCH hoạt động như một chất mang hydro bằng cách bắt đầu hoạt động dưới dạng toluene (C7H8), một sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất xăng và than cốc (từ dầu thô và than cốc), trước khi H2 được thêm vào để biến nó thành MCH.
Trên thực tế, Eneos đã phát triển phương pháp sản xuất “MCH xanh” trực tiếp từ nước, toluene và năng lượng tái tạo.
Sau đó, hydro có thể được chiết xuất từ MCH bằng hệ thống khử hydro lò phản ứng xúc tác bao gồm chất xúc tác và nhiệt độ khoảng 250C. Toluene còn lại sau đó sẽ được tái chế nhiều lần để trở thành MCH, mặc dù việc vận chuyển toluene này trở lại nơi nó được chuyển đổi thành MCH sẽ làm tăng thêm chi phí.
Ngoài ra, hydro được chiết xuất từ MCH bằng các phương pháp hiện tại không đủ tinh khiết để sử dụng trực tiếp trong pin nhiên liệu, vì vậy nếu quy trình này được sử dụng trên tàu thì sẽ cần một hệ thống lọc bổ sung, làm tăng thêm chi phí.
Ngoài ra, MCH chỉ có thể lưu trữ 47,3kg hydro/m3, so với 121kg đối với amoniac lỏng và 71kg đối với H2 lỏng.
Vì những lý do này, các LOHC như MCH đã bị Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế (Irena) chỉ trích vì “hàm lượng hydro thấp, mức tiêu thụ năng lượng cao vốn có để chuyển đổi thành hydro, quy mô thị trường nhỏ và chi phí tồn kho cao”.
“Họ cũng sẽ thực hiện thách thức phát triển công nghệ chưa từng được sử dụng ở Nhật Bản hoặc nước ngoài để chiết xuất hydro từ MCH trên tàu hỏa.”
Theo các điều khoản của thỏa thuận, Eneos sẽ tiến hành nghiên cứu về chất mang hydro và khả năng tương thích với cơ sở hạ tầng hiện có; Hitachi sẽ nghiên cứu về khía cạnh công nghệ, bao gồm thiết bị chiết MCH và H2 trên tàu; trong khi JR Central (được gọi là JR Tokai ở Nhật Bản) sẽ tập trung vào việc tính toán lượng hydro cần thiết, tần suất và vị trí tiếp nhiên liệu H2 cũng như phương pháp nạp hydro.
Chủ tịch JR Central Shunsuke Niwa phát biểu trong một cuộc họp báo: “Có những thách thức trong mọi khía cạnh của chuỗi cung ứng, chẳng hạn như nhu cầu giảm kích thước thiết bị để lấp đầy các phương tiện chở hydro.
“Mặc dù chúng tôi chưa thể cung cấp lịch trình cụ thể [cho việc thương mại hóa], nhưng chúng tôi sẽ tận dụng kinh nghiệm và công nghệ của các công ty đối tác để giải quyết từng vấn đề.”
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
