Les locomotives à énergie nouvelle mènent la transformation verte dans le domaine des transports
2024-08-10
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Une série de locomotives à nouvelle énergie produites par CRRC Corporation Limited. Photo fournie par l'unité interrogée
◎Notre journaliste Xue Yan Jiaoyang
Cabine de conduite spacieuse, console de conduite intelligente, fenêtre d'observation lumineuse... Récemment, 7 séries de locomotives à énergie nouvelle portant des « vêtements verts » ont été officiellement dévoilées à Pékin.
Ces locomotives ont été commercialisées pour la première fois au monde par CRRC Corporation Limited (ci-après dénommée « CRRC »). Par rapport aux locomotives à carburant traditionnelles, elle présente d'excellentes performances environnementales et résout efficacement les problèmes des anciennes locomotives à combustion interne existantes, tels que la consommation élevée de carburant, les émissions élevées, le bruit élevé et le manque de confort.
En décembre 2023, l'Administration nationale des chemins de fer a publié les « Mesures de gestion pour l'élimination et la mise à jour des anciennes locomotives diesel ferroviaires (projet pour commentaires) », proposant qu'à partir de 2035, les anciennes locomotives diesel ferroviaires soient complètement retirées du marché du transport ferroviaire. La série de locomotives à nouvelle énergie développée avec succès cette fois-ci revêt une grande importance pour promouvoir davantage la mise à jour et l'itération des anciens équipements dans le domaine des transports et promouvoir la transformation verte et à faible émission de carbone des locomotives à forte consommation d'énergie et à fortes émissions.
La réduction des émissions et la réduction du carbone sont « géniales »
Alors que les problèmes environnementaux mondiaux deviennent de plus en plus importants, le concept de développement vert est progressivement devenu l'une des tendances dominantes du développement social actuel. Les anciennes locomotives diesel d'origine sont très polluantes, consomment beaucoup d'énergie et sont bruyantes, et ne peuvent plus répondre aux besoins d'un développement ferroviaire vert et à faible émission de carbone. Pour cette raison, ces dernières années, le secteur des locomotives a recherché des solutions propres et a successivement produit une variété de locomotives à énergie nouvelle telles que des locomotives à pile à combustible à hydrogène et des locomotives hybrides.
C'est dans ce contexte qu'est née la série de locomotives à énergie nouvelle lancée par CRRC.
Ces locomotives utilisent trois configurations de puissance : moteur à combustion interne + batterie de puissance, batterie de puissance et pile à combustible à hydrogène, couvrant une variété de puissances de 1 000 kilowatts à 2 000 kilowatts, et peuvent répondre pleinement aux besoins de transport ferroviaire de la métallurgie sidérurgique nationale et étrangère. , mines, électricité, charbon, ports et autres besoins des entreprises de la scène.
Par rapport aux locomotives diesel traditionnelles, ces séries de locomotives à nouvelle énergie présentent des avantages uniques en matière de réduction des émissions de carbone. "La locomotive à moteur à combustion interne + batterie de puissance dispose de trois modes d'alimentation : batterie de puissance, moteur diesel et hybride diesel-électrique. Dans les environnements d'exploitation où les entreprises industrielles et minières nécessitent des démarrages et des arrêts fréquents, ces trois modes peuvent être commutés intelligemment pour réduire la pollution causée par les émissions. par une combustion insuffisante du carburant. "Zhao Gang, directeur général adjoint et ingénieur en chef de la société CRRC Dalian, a déclaré que les locomotives à batterie et à pile à combustible à hydrogène peuvent atteindre zéro émission de polluants.
À en juger par des indicateurs spécifiques, par rapport aux locomotives à combustion interne traditionnelles, les locomotives à moteur à combustion interne + batterie de puissance peuvent réduire les émissions d'oxyde d'azote de 45 %, les émissions d'hydrocarbures de 73 % et les émissions de monoxyde de carbone de 83 %. Sur la base d'une réduction de 45 % des émissions polluantes, une locomotive peut émettre 4 tonnes de substances nocives en moins et réduire les émissions de carbone de 374 tonnes par an, ce qui équivaut à planter 34 000 arbres.
Dans le même temps, en raison de leurs différentes configurations de puissance, les séries de locomotives à énergie nouvelle peuvent également réduire le temps de fonctionnement du moteur diesel en changeant de source d'énergie pour réduire le bruit. Zhao Gang a présenté que dans des conditions de traction par batterie électrique, le temps de bruit de la locomotive peut être réduit de plus de 80 %. Le bruit dans la cabine du conducteur peut être réduit à moins de 70 décibels, et le bruit rayonné à l'extérieur de la voiture peut être aussi faible que 58 décibels, ce qui équivaut au niveau de décibels de la musique dans un café.
Très intelligent à utiliser
À l'heure actuelle, les vieilles locomotives diesel de mon pays sont généralement moins intelligentes car elles ont été développées plus tôt. Dans ce contexte, une série de locomotives à énergie nouvelle ont subi un certain nombre de transformations numériques et intelligentes pour améliorer le niveau d'intelligence des locomotives.
« Une série de locomotives à énergie nouvelle sont équipées d'un équipement vidéo haute définition et d'un lidar, qui peuvent collecter des données visuelles environnementales à 360 degrés et surveiller l'état des scénarios d'application en temps réel. Des fonctions telles que la perception automatique, la prise de décision intelligente et un fonctionnement intelligent garantit le fonctionnement sûr et stable des locomotives de manière globale », a déclaré Li Xining, directeur général adjoint et ingénieur en chef de la société Che Ziyang.
Le système d’interaction homme-machine a également grandement amélioré le confort opérationnel de la locomotive. Grâce à l’interface d’interaction homme-machine, le conducteur peut observer l’état de marche du train en temps réel. Grâce à de simples commandes vocales, les conducteurs peuvent facilement contrôler la climatisation, les pare-soleil, les essuie-glaces et d'autres équipements, rendant le processus de conduite plus efficace et plus confortable.
En termes de surveillance des pannes des locomotives de série à énergie nouvelle, l'équipe a également développé un système technologique de prévision des pannes et de gestion de la santé (PHM). "Le système peut gérer l'intégralité du cycle de vie des locomotives à énergie nouvelle", a déclaré Li Xining. Pour les défauts survenus, le système peut fournir un retour d'information en temps opportun sur le point de défaut et fournir des conseils sur les opérations de maintenance. Dans le même temps, le système peut également prédire l'état de la locomotive sur la base des données collectées, déterminer l'évolution des tendances et donner des recommandations de maintenance.
De plus, afin de maximiser la sécurité des conducteurs et des passagers, l'équipe R&D a mis en place des mesures de protection numériques de sécurité pour la batterie d'alimentation et le système d'alimentation en hydrogène. "Les données de surveillance de la source d'alimentation de la locomotive seront transmises en temps réel au système de contrôle du micro-ordinateur embarqué. En cas d'anomalie dans les données de la source d'alimentation, le système donnera une alerte précoce et prendra les mesures correspondantes." dit.
Les économies d’énergie et la réduction de la consommation sont rentables
Outre la réduction des émissions de carbone, l’aspect économique est la principale préoccupation des utilisateurs. Les vieilles locomotives diesel démarrent, s'arrêtent et tournent au ralenti pendant leur utilisation. "En adoptant une technologie de contrôle optimal hybride, les locomotives à moteur à combustion interne + batterie de puissance peuvent garantir que le moteur à combustion interne fonctionne toujours à la vitesse économique optimale", a déclaré Zhong Huaiqing, directeur général adjoint et ingénieur en chef de la société CRRC Qishuyan.
Par exemple, en faisant le plein du même volume d'huile et en remorquant 3 000 tonnes de marchandises sur une route droite, une locomotive à moteur diesel + batterie de puissance a une autonomie de croisière de plus de 1 100 kilomètres, soit 1,7 fois celle d'une locomotive à combustion interne ordinaire. , et le taux d'économie de carburant dépasse 45 %.
En outre, la série de locomotives à nouvelle énergie adopte également de nouvelles technologies telles que des systèmes de conversion de traction à haut rendement, des moteurs à aimants permanents, une gestion de la capacité de puissance hybride et une récupération d'énergie de freinage pour améliorer l'efficacité de la transmission et réduire la consommation d'énergie, résolvant ainsi efficacement le gaspillage d'énergie causé. en faisant tourner les locomotives traditionnelles au ralenti, améliorer l'efficacité énergétique.
Zhong Huaiqing a déclaré aux journalistes que lorsque ces locomotives à nouvelle énergie sont équipées de moteurs de traction à aimants permanents, le rendement du moteur peut atteindre 97 %, ce qui peut être augmenté de 5 % par rapport aux moteurs asynchrones en option. Dans des conditions normales d’exploitation, une seule locomotive peut économiser 18 000 kilowattheures d’électricité chaque année.
En termes de coûts d'utilisation quotidienne, les locomotives à énergie nouvelle série sont également plus abordables. En prenant comme exemple les vieilles locomotives diesel des industries de l'acier, de la métallurgie et d'autres industries, leur consommation annuelle de diesel est d'environ 155 tonnes et le coût du carburant est d'environ 1,4 million de yuans. Si elle est calculée en fonction de l'achèvement de la même charge de travail, la puissance consommée par la locomotive à batterie électrique est d'environ 530 000 kilowattheures. Sur la base du prix moyen de l'électricité industrielle de 1 yuan par kilowattheure, le coût correspondant est supérieur à 530 000 yuans. "Cela permettra à l'entreprise d'économiser plus de 870 000 yuans par an et environ 2 300 yuans par jour", a déclaré Zhong Huaiqing.
"De plus, la conception simplifiée et unifiée peut également réduire les coûts de maintenance de ces locomotives." Zhong Huaiqing a déclaré que "simplifiée et unifiée" peut effectivement réduire le nombre de pièces de rechange, par exemple si toutes les locomotives utilisent le même type de pièces de rechange. climatiseur, un seul type de pièces de rechange est nécessaire. Cette conception permettra au taux de simplicité des composants clés de dépasser 80 %, de réaliser l’interchangeabilité des pièces entre plusieurs modèles, de faciliter la maintenance localisée des utilisateurs et de réduire efficacement les coûts de maintenance des locomotives.
Il existe actuellement en Chine environ 9 700 vieilles locomotives diesel. Il est urgent de remplacer les vieilles locomotives et de promouvoir une transformation et une modernisation intelligentes. Zhong Huaiqing a déclaré que la série de locomotives à énergie nouvelle entraînera une demande à grande échelle et diversifiée pour de nouveaux produits énergétiques et stimulera le développement vigoureux des industries des batteries, de l'électricité, des moteurs et d'autres industries connexes.
Source : Quotidien de la science et de la technologie
