FLXdrive jezdí stoprocentně na baterky. Kredit: Wabtec.

Železniční doprava zůstává velmi efektivním způsobem přepravy nákladů a cestujících po souši. Železnice byly vybudované kvůli úspoře energie a zjednodušení provozu, což stále platí. Některé oblasti jsou dnes již silně elektrifikované a není tam problém pohánět vlaky elektrickou energií. Na řadě míst ale stále spoléhají na dieselové lokomotivy. Ty jsou přitom zodpovědné za téměř polovinu procenta globálních emisí skleníkových plynů. Každoročně to dělá kolem 250 milionů tun oxidu uhličitého. Ale jak se říká, každé vyřešené (půl)procento dobré.

Natalie Popovich. Kredit: Lawrence Berkeley National Laboratory.

Typickým příkladem země s málo elektrifikovanými železnicemi jsou USA. Prakticky všechny železnice tam jsou v soukromém vlastnictví, navíc se táhnou do značných vzdáleností, mnohé oblasti jsou jen málo osídlené a federální vlády se moc nehrnou do podpory elektrifikace železniční dopravy. Výsledkem je, že v USA mají elektrifikováno méně než 1 procento železnic a jen tak se to nezlepší.

Logo. Kredit: Lawrence Berkeley National Laboratory.

Natalie Popovich z laboratoří Lawrence Berkeley National Laboratory a její kolegové navrhují pozoruhodné alternativní řešení. Namísto elektrifikace tratí předělat dieselové lokomotivy na elektrické, které budou pohánět baterie. Takové lokomotivy se již objevují, například letos FLXdrive od společnosti Wabtec, což je první stoprocentně baterií poháněná lokomotiva na světě. Už má za sebou tříměsíční testovací provoz s 2,4 MWh baterií.

Soudobé dieselové lokomotivy jsou vlastně do značné míry rovněž elektrické. Dieselový motor používají jako generátor, kterým pohánějí elektrické systémy. Takový stroj není zase tak těžké předělat na kompletně elektrický. Stačí nahradit dieselový motor výkonnou baterií. Popovichová a spol. navrhují, že by taková lokomotiva měla připojený speciální vagon s baterií. Podle nich by to mohlo být až 14 MWh v podobě lithium-železo-fosfátových baterií. V jedné soupravě by přitom mohlo být několik takových lokomotiv i několik vagonů s baterií.

Autoři studie propočítali, že by souprava čtyř 3,3 MW lokomotiv, 100 vagonů s 6 806 tunami nákladu a každá s jedním vozem s baterií ujela na jedno nabití 241 kilometrů. To odpovídá průměrné vzdálenosti zastávek standardních amerických nákladních vlaků (Class 1). Váha vagonu s baterií sice zvýší energetickou náročnost takové soupravy asi o 5 procent, ale celková spotřeba soupravy by byla asi poloviční oproti dieselové soupravě.

Dobití vagonu s baterií soudobou 2C technologií by trvalo 30 až 60 minut. Tuto dobu lze využít k přesunům nákladu či výměně posádky. Další možností je, že na zastávce dojde k jednoduché výměně celého vagonu s baterií. Velkou výhodou „vlaků na baterky“ je jejich flexibilita. Mohou jezdit současně s vlaky na jiný pohon a mohou být nasazovány podle potřeby. Naopak komplikací jsou poměrně vysoké počáteční náklady a nutnost vybudovat infrastrukturu pro dobíjení baterií.

Literatura

New Atlas 14. 11. 2021.

Nature Energy online 11. 11. 2021.