Le nuove locomotive a energia guidano la trasformazione verde nel campo dei trasporti
2024-08-10
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Una serie di nuove locomotive a energia prodotte da CRRC Corporation Limited. Foto fornita dall'unità intervistata
◎Il nostro giornalista Xue Yan Jiaoyang
Cabina di guida spaziosa, console di guida intelligente, finestra di osservazione luminosa... Recentemente, a Pechino sono state ufficialmente presentate 7 serie di nuove locomotive energetiche che indossano "abiti verdi".
Queste locomotive sono state rilasciate al mondo per la prima volta da CRRC Corporation Limited (di seguito denominata "CRRC"). Rispetto alle tradizionali locomotive a carburante, ha eccellenti prestazioni ambientali e risolve efficacemente i problemi delle vecchie locomotive a combustione interna esistenti come elevato consumo di carburante, elevate emissioni, elevato rumore e scarso comfort.
Nel dicembre 2023, l'Amministrazione ferroviaria nazionale ha pubblicato le "Misure di gestione per l'eliminazione e l'aggiornamento delle vecchie locomotive diesel ferroviarie (bozza per commenti)", proponendo che a partire dal 2035 le vecchie locomotive diesel ferroviarie siano completamente ritirate dal mercato del trasporto ferroviario. La serie di nuove locomotive energetiche sviluppate con successo questa volta è di grande importanza per promuovere ulteriormente l’aggiornamento e l’iterazione di vecchie apparecchiature nel campo dei trasporti e promuovere la trasformazione verde e a basse emissioni di carbonio delle locomotive ad alto consumo energetico e ad alte emissioni.
La riduzione delle emissioni e la riduzione del carbonio sono “fantastiche”
Man mano che i problemi ambientali globali diventano sempre più importanti, il concetto di sviluppo verde è gradualmente diventato una delle tendenze principali nello sviluppo sociale odierno. Le vecchie locomotive diesel originali sono molto inquinate, ad alto consumo energetico e rumorose e non possono più soddisfare le esigenze di uno sviluppo ferroviario verde e a basse emissioni di carbonio. Per questo motivo, negli ultimi anni, il settore delle locomotive è stato alla ricerca di soluzioni pulite e ha successivamente prodotto una varietà di nuove locomotive a energia come le locomotive a celle a combustibile a idrogeno e le locomotive ibride.
È in questo contesto che è nata la serie di nuove locomotive energetiche rilasciate da CRRC.
Queste locomotive utilizzano tre configurazioni di potenza: motore a combustione interna + batteria di alimentazione, batteria di alimentazione e cella a combustibile a idrogeno, coprendo una varietà di potenze da 1.000 kilowatt a 2.000 kilowatt e possono soddisfare pienamente le esigenze di trasporto ferroviario della metallurgia siderurgica nazionale ed estera , estrazione mineraria, elettricità, carbone, porti e altre esigenze delle imprese della scena.
Rispetto alle tradizionali locomotive diesel, queste serie di nuove locomotive energetiche presentano vantaggi unici nella riduzione delle emissioni di carbonio. "La locomotiva con motore a combustione interna + batteria di alimentazione ha tre modalità di alimentazione: batteria di alimentazione, motore diesel e ibrido diesel-elettrico. Negli ambienti operativi in cui le imprese industriali e minerarie richiedono avviamenti e arresti frequenti, queste tre modalità possono essere commutate in modo intelligente per ridurre l'inquinamento delle emissioni causato da una combustione insufficiente del carburante. "Zhao Gang, vice direttore generale e ingegnere capo della CRRC Dalian Company, ha affermato che le locomotive a batteria e a celle a combustibile a idrogeno possono raggiungere emissioni zero di sostanze inquinanti.
A giudicare da indicatori specifici, rispetto alle tradizionali locomotive a combustione interna, le locomotive con motore a combustione interna + batteria di alimentazione possono ridurre le emissioni di ossido di azoto del 45%, le emissioni di idrocarburi del 73% e le emissioni di monossido di carbonio dell'83%. Basandosi su una riduzione del 45% delle emissioni inquinanti, una locomotiva può emettere 4 tonnellate di sostanze nocive in meno e ridurre le emissioni di carbonio di 374 tonnellate all’anno, il che equivale a piantare 34.000 alberi.
Allo stesso tempo, a causa delle diverse configurazioni di potenza, le serie di nuove locomotive energetiche possono anche ridurre l’orario di lavoro del motore diesel cambiando le fonti di alimentazione per ottenere una riduzione del rumore. Zhao Gang ha introdotto che in condizioni di trazione della batteria, il tempo di rumore della locomotiva può essere ridotto di oltre l'80%. Il rumore nella cabina di guida può essere ridotto a meno di 70 decibel, mentre il rumore irradiato all'esterno dell'auto può arrivare fino a 58 decibel, che equivale al livello di decibel della musica in un bar.
Molto intelligente da usare
Al momento, le vecchie locomotive diesel del mio paese sono generalmente meno intelligenti perché sono state sviluppate prima. In questo contesto, una serie di nuove locomotive energetiche hanno subito una serie di trasformazioni digitali e intelligenti per migliorare il livello di intelligenza delle locomotive.
"Una serie di nuove locomotive energetiche sono dotate di apparecchiature video ad alta definizione e lidar, in grado di raccogliere dati visivi ambientali a 360 gradi e monitorare lo stato degli scenari applicativi in tempo reale. Funzioni come percezione automatica, processo decisionale intelligente e un funzionamento intelligente garantisce il funzionamento sicuro e stabile delle locomotive in modo completo", ha affermato Li Xining, vice direttore generale e ingegnere capo della società Che Ziyang.
Il sistema di interazione uomo-computer ha anche notevolmente migliorato la comodità operativa della locomotiva. Attraverso l'interfaccia di interazione uomo-computer, il macchinista può osservare lo stato di marcia del treno in tempo reale. Con semplici comandi vocali, i conducenti possono controllare facilmente l'aria condizionata, gli parasole, i tergicristalli e altre apparecchiature, rendendo il processo di guida più efficiente e confortevole.
In termini di monitoraggio dei guasti delle nuove locomotive energetiche di serie, il team ha anche sviluppato un sistema tecnologico di previsione dei guasti e gestione della salute (PHM). "Il sistema è in grado di gestire l'intero ciclo di vita delle nuove locomotive energetiche", ha affermato Li Xining. Per i guasti che si sono verificati, il sistema può fornire un feedback tempestivo sul punto guasto e fornire indicazioni sulle operazioni di manutenzione. Allo stesso tempo, il sistema può anche prevedere le condizioni della locomotiva sulla base dei dati raccolti, determinare tendenze di cambiamento e fornire consigli sulla manutenzione.
Inoltre, al fine di massimizzare la sicurezza di conducenti e passeggeri, il team di ricerca e sviluppo ha istituito misure di protezione digitale per la batteria e il sistema di alimentazione a idrogeno. "I dati di monitoraggio della fonte di energia della locomotiva verranno trasmessi al sistema di controllo del microcomputer di bordo in tempo reale. Quando si verifica un'anomalia nei dati della fonte di energia, il sistema emetterà un allarme tempestivo e adotterà le misure corrispondenti." disse.
Il risparmio energetico e la riduzione dei consumi sono convenienti
Oltre alla riduzione delle emissioni di carbonio, l’aspetto economico è quello che maggiormente preoccupa gli utenti. Le vecchie locomotive diesel spesso si avviano, si fermano e restano inattive durante l'uso. "Adottando la tecnologia di controllo ottimale ibrida, le locomotive con motore a combustione interna e batteria di alimentazione possono garantire che il motore a combustione interna funzioni sempre alla velocità economica ottimale", ha affermato Zhong Huaiqing, vice direttore generale e ingegnere capo della CRRC Qishuyan Company.
Ad esempio, quando si riempie lo stesso volume di petrolio e si trainano 3.000 tonnellate di carico su una strada diritta, una locomotiva con motore diesel + batteria di alimentazione ha un'autonomia di oltre 1.100 chilometri, ovvero 1,7 volte quella di una normale locomotiva a combustione interna. e il tasso di risparmio di carburante supera il 45%.
Inoltre, la serie di nuove locomotive energetiche adotta anche nuove tecnologie come sistemi di convertitori di trazione ad alta efficienza, motori a magneti permanenti, gestione ibrida della capacità di potenza e recupero dell'energia di frenata per migliorare l'efficienza della trasmissione e ridurre il consumo di energia, risolvendo efficacemente gli sprechi energetici causati al minimo delle locomotive tradizionali, migliorare l'efficienza energetica.
Zhong Huaiqing ha detto ai giornalisti che quando queste nuove locomotive energetiche sono dotate di motori di trazione a magneti permanenti, l'efficienza del motore può raggiungere il 97%, che può essere aumentata del 5% rispetto ai motori asincroni opzionali. In condizioni operative normali, una singola locomotiva può risparmiare 18.000 kilowattora di elettricità ogni anno.
Anche in termini di costi di utilizzo quotidiano, le nuove locomotive energetiche serializzate sono più convenienti. Prendendo come esempio le vecchie locomotive diesel dell'industria siderurgica, metallurgica e di altro tipo, il loro consumo annuo di diesel è di circa 155 tonnellate e il costo del carburante è di circa 1,4 milioni di yuan. Se calcolata in base al completamento dello stesso carico di lavoro, la potenza consumata dalla locomotiva a batteria ammonta a circa 530.000 kilowattora. Basandosi sul prezzo medio dell'elettricità industriale di 1 yuan per kilowattora, il costo corrispondente è di oltre 530.000 yuan. "Ciò farà risparmiare all'azienda più di 870.000 yuan all'anno e circa 2.300 yuan al giorno", ha affermato Zhong Huaiqing.
"Non solo, il design semplificato e unificato può anche ridurre i costi di manutenzione di queste locomotive." Zhong Huaiqing ha affermato che "semplificato e unificato" può ridurre efficacemente il numero di pezzi di ricambio, ad esempio, se tutte le locomotive utilizzano lo stesso tipo condizionatore d'aria, è necessario un solo tipo di pezzi di ricambio. Questo design consentirà al tasso di semplicità dei componenti chiave di superare l’80%, realizzare l’intercambiabilità delle parti tra più modelli, facilitare la manutenzione localizzata da parte degli utenti e ridurre efficacemente i costi di manutenzione delle locomotive.
Attualmente nel mio paese ci sono circa 9.700 vecchie locomotive diesel. È urgente sostituire le vecchie locomotive e promuovere la trasformazione e l’ammodernamento intelligenti. Zhong Huaiqing ha affermato che la serie di nuove locomotive energetiche porterà una domanda su larga scala e diversificata di nuovi prodotti energetici e guiderà il vigoroso sviluppo delle batterie, dell’elettricità, dei motori e di altre industrie correlate.
Fonte: Scienza e tecnologia quotidiana
