Ngành đường sắt đóng vai trò thiết yếu đối với việc vận chuyển hàng hóa và con người của Hoa Kỳ trên khắp đất nước. Mặc dù đường sắt là phương thức di chuyển và vận chuyển hàng hóa tương đối sạch, nhưng để đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng không mạnh mẽ, cần phải đầu tư để giảm thiểu lĩnh vực khó khử cacbon này, chiếm 2% tổng lượng khí thải nhà kính của Hoa Kỳ.
California hiện yêu cầu tất cả các chuyến tàu chở khách hoạt động trong tiểu bang phải có lượng khí thải ròng bằng 0 vào năm 2030 và tất cả các chuyến tàu chở hàng mới phải được đưa vào sử dụng vào năm 2035. Lãnh đạo California đang khuyến khích các tiểu bang khác cũng xem xét hydro như một giải pháp thay thế sạch hơn cho đầu máy xe lửa chạy bằng dầu diesel. Ở cấp độ quốc gia, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ gần đây đã công bố mục tiêu đạt được mục tiêu đường sắt không phát thải ròng vào năm 2050.
Sau khi phân tích các công nghệ đường sắt không phát thải khác nhau, Sở Giao thông Vận tải California (Caltrans) phát hiện ra rằng động cơ chạy bằng hydro có thể di chuyển quãng đường dài hơn trước khi cần tiếp nhiên liệu và có thời gian tiếp nhiên liệu ngắn hơn so với động cơ điện chạy bằng pin. Tàu chạy bằng hydro cũng hoạt động êm hơn, cho phép dễ dàng ứng dụng ở những khu vực đông dân cư. Việc triển khai các hệ thống đường sắt chạy bằng hydro sẽ cho phép California đạt được các mục tiêu về khí hậu của mình. Caltrans đã bắt đầu đầu tư để đạt được mục tiêu về hệ thống đường sắt không phát thải vào năm 2045 bằng cách mua 10 toa tàu FLIRT (Tàu liên tỉnh và khu vực nhanh) H2 chạy bằng hydro. Chuyến tàu đầu tiên sẽ được vận chuyển đến San Bernardino vào cuối năm để sử dụng trên dịch vụ đường sắt đi lại Arrow của Quận San Bernardino. Những chuyến tàu còn lại, cũng do nhà sản xuất Stadler Rail của Thụy Sĩ sản xuất, sẽ đi vào hoạt động vào năm 2027 và sẽ chạy trên dịch vụ Đường sắt Thung lũng giữa Sacramento và Merced.
Trên khắp các khu vực khác của Hoa Kỳ, những nỗ lực khử cacbon đường sắt đang dẫn dắt các nhà đầu tư đến với công nghệ hydro. Với sự trợ giúp của một bộ dụng cụ do tuyến đường sắt chở hàng loại 1 Canadian Pacific Kansas City (CPKC) tạo ra, CSX đã công bố đầu máy xe lửa chạy bằng hydro đầu tiên của mình vào tháng 4 tại Huntington, Tây Virginia. Hiện tại, phương tiện này đang được thử nghiệm để đảm bảo tính an toàn và khả năng ứng dụng trong hoạt động vận chuyển hàng hóa.
Ballard Power Systems, thành viên của FCHEA, đang hợp tác với các đối tác để triển khai hệ thống pin nhiên liệu của mình trong lĩnh vực đường sắt. Ballard đang cung cấp cho CPKC khoảng 6 megawatt (MW) giữa hai đơn đặt hàng riêng biệt để hỗ trợ đầu máy xe lửa chạy bằng hydro. Được tài trợ một phần bởi Emissions Reduction Alberta, sáng kiến này nhấn mạnh cam kết của CPKC trong việc giảm phát thải khí nhà kính và vai trò của Ballard trong việc thúc đẩy điện khí hóa các ứng dụng đường sắt ở Bắc Mỹ. Sự hợp tác và tiến bộ công nghệ trong ngành công nghiệp hydro đang diễn ra tại Hoa Kỳ đang diễn ra nhanh chóng và thành công.
Tàu hỏa chạy bằng hydro CPKC (Nguồn: Ballard)
Ngoài ra, thành viên FCHEA Wabtec đang hoạt động như một đơn vị tích hợp trong ngành bằng cách thúc đẩy một nhóm đối tác đa dạng - nhà đầu tư, nhà hoạch định chính sách, kỹ sư, v.v., để đảm bảo con đường khử cacbon trong ngành đường sắt diễn ra nhanh chóng và hiệu quả nhất có thể. Đầu máy xe lửa chở hàng Evolution Series Tier 4 của Wabtec là đầu máy đầu tiên cùng loại đáp ứng tiêu chuẩn khí thải Tier 4 của Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA).
(Nguồn: Wabtec)
Phần còn lại của thế giới cũng háo hức tương tự trong việc khử cacbon cho ngành vận tải, với nhiều quốc gia triển khai đường sắt chạy bằng hydro để thực hiện sự thay đổi không phát thải này. Hiện tại, Châu Âu đang dẫn đầu trong việc triển khai tàu chạy bằng hydro với các dự án lớn ở Áo và Bồ Đào Nha. Vào tháng 3, Accelera, phân khúc kinh doanh không phát thải của Cummins, thành viên FCHEA, đã đưa vào vận hành thành công đầu máy xe lửa chạy bằng pin nhiên liệu đầu tiên của mình để triển khai trong dự án HY2RAIL của Áo. Dự án này là sự hợp tác giữa Accelera, voestalpine và các đối tác khác để chứng minh tính khả thi và lợi ích của đầu máy xe lửa chạy bằng hydro. Tương tự như vậy, dự án tàu chạy bằng hydro FCH2Rail của Liên minh Châu Âu gần đây đã hoàn thành giai đoạn thử nghiệm tại Bồ Đào Nha. Dự án này nhằm mục đích đánh giá tính khả thi và hiệu suất của tàu chạy bằng hydro trong điều kiện vận hành thực tế. Ngoài ra, các dự án đang diễn ra ở Đức và Vương quốc Anh. Tại Đức, Công ty Đường sắt Elbe-Weser (EVB) đã trở thành công ty đầu tiên đưa tàu chạy bằng hydro vào hoạt động. Năm 2022, Công ty Vận tải Khu vực Lower Saxony đã tài trợ 81 triệu euro (86 triệu đô la Mỹ) cho dự án, cho phép 6 đoàn tàu chạy bằng hydro chạy khắp Lower Saxony. Tại Vương quốc Anh, công việc đang được thực hiện thông qua dự án HydroFLEX của họ, nhằm mục đích khử cacbon cho mạng lưới đường sắt của Anh bằng cách thay thế các đoàn tàu chỉ chạy bằng dầu diesel và chuyển sang sử dụng hydro khi họ thực hiện cam kết của Chính phủ Anh là giảm 80% lượng khí thải carbon vào năm 2050.
Đầu máy xe lửa chở hàng chạy bằng pin nhiên liệu Accelera. (Nguồn: Business Wire)
Trung Quốc cũng đang nỗ lực hỗ trợ chương trình nghị sự xanh của mình bằng hydro. Tàu hỏa chạy bằng hydro mới của họ đạt tốc độ 160km/h (99mph) trong một lần chạy thử, khiến Trung Quốc lạc quan về việc sử dụng công nghệ hydro trong tương lai để khử cacbon cho ngành vận tải. Những nỗ lực toàn cầu này làm nổi bật cam kết ngày càng tăng đối với công nghệ hydro trong vận tải đường sắt.
Renewable Innovations (RI), một thành viên khác của FCHEA, đang xây dựng các giải pháp để cho phép vận chuyển hydro an toàn và hiệu quả, một yếu tố quan trọng đối với sự thành công của việc sử dụng hydro cho tàu hỏa. Thiết bị tiếp nhiên liệu vận chuyển hydro của RI bao gồm thiết bị nén và làm lạnh tích hợp (được cung cấp năng lượng bởi các pin nhiên liệu trên tàu), cũng như nhiều tùy chọn cho các kết nối giao hàng.
Các thành viên khác của FCHEA đã đảm bảo các chuyến tàu chạy đúng giờ, triển khai pin nhiên liệu tại các trạm chuyển mạch, tín hiệu và các địa điểm quan trọng khác. Plug Power đã hợp tác với các công ty đường sắt như CSX và BNSF để đảm bảo các giải pháp dự phòng và ngoài lưới điện đáng tin cậy, hiệu quả và bền vững cho lĩnh vực này trong gần một thập kỷ, bảo vệ họ khỏi các sự kiện gián đoạn lưới điện.
Hiện vẫn còn rào cản về cơ sở hạ tầng và chi phí đối với việc áp dụng tàu hỏa chạy bằng hydro. Với các khoản đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để cải thiện công nghệ hydro đang diễn ra, cũng như hỗ trợ về chính sách và quy định để thúc đẩy đổi mới và áp dụng, lĩnh vực này có một tương lai đầy hứa hẹn.
Sự hợp tác toàn cầu và những tiến bộ công nghệ đang tạo tiền đề cho một tương lai bền vững, không phát thải trong vận tải đường sắt, hứa hẹn một tương lai sạch hơn và xanh hơn cho các thế hệ mai sau.
Để biết thêm thông tin, hãy xem các bài đăng trên blog trước đây của chúng tôi về chủ đề này: https://www.fchea.org/transitions/2022/1/18/fuel-cell-trains-updates http://www.fchea.org/transitions/2019/9/23/hydrogen-powered-train-blog-update https://www.fchea.org/transitions/2018/10/29/hydrogen-powered-rail
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
