Novas locomotivas de energia lideram a transformação verde no campo dos transportes
2024-08-10
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Uma série de novas locomotivas de energia produzidas pela CRRC Corporation Limited. Foto cedida pela unidade entrevistada
◎Nosso repórter Xue Yan Jiaoyang
Cabine de motorista espaçosa, console de motorista inteligente, janela de observação brilhante... Recentemente, 7 séries de novas locomotivas de energia vestindo "roupas verdes" foram oficialmente reveladas em Pequim.
Estas locomotivas foram lançadas ao mundo pela primeira vez pela CRRC Corporation Limited (doravante denominada "CRRC"). Em comparação com as locomotivas de combustível tradicionais, tem excelente desempenho ambiental e resolve eficazmente os problemas das antigas locomotivas de combustão interna existentes, como alto consumo de combustível, altas emissões, alto ruído e baixo conforto.
Em dezembro de 2023, a Administração Ferroviária Nacional emitiu as “Medidas de Gestão para Eliminação e Atualização de Antigas Locomotivas Ferroviárias a Diesel (Projeto para Comentários)”, propondo que a partir de 2035, as antigas locomotivas ferroviárias a diesel sejam totalmente retiradas do mercado de transporte ferroviário. A série de novas locomotivas de energia desenvolvidas com sucesso desta vez é de grande importância para promover ainda mais a atualização e iteração de equipamentos antigos no campo dos transportes e promover a transformação verde e de baixo carbono de locomotivas de alto consumo de energia e altas emissões.
A redução de emissões e a redução de carbono são “incríveis”
À medida que os problemas ambientais globais se tornam cada vez mais proeminentes, o conceito de desenvolvimento verde tornou-se gradualmente uma das tendências dominantes no desenvolvimento social actual. As antigas locomotivas a diesel originais são pesadas em poluição, alto consumo de energia e barulhentas, e não podem mais atender às necessidades do desenvolvimento ferroviário verde e de baixo carbono. Por esta razão, nos últimos anos, o campo das locomotivas tem procurado soluções limpas, e tem produzido sucessivamente uma variedade de novas locomotivas energéticas, tais como locomotivas de célula de combustível de hidrogénio e locomotivas híbridas.
É neste contexto que surgiu a série de novas locomotivas energéticas lançadas pela CRRC.
Essas locomotivas usam três configurações de energia: motor de combustão interna + bateria de energia, bateria de energia e célula de combustível de hidrogênio, cobrindo uma variedade de potências de 1.000 quilowatts a 2.000 quilowatts, e podem atender plenamente às necessidades de transporte ferroviário da metalurgia de ferro e aço nacional e estrangeira , mineração, eletricidade, carvão, portos e outras necessidades das empresas do cenário.
Em comparação com as locomotivas diesel tradicionais, estas séries de novas locomotivas energéticas têm vantagens únicas na redução de carbono. "Motor de combustão interna + locomotiva com bateria elétrica tem três modos de energia: bateria elétrica, motor diesel e híbrido diesel-elétrico. Em ambientes operacionais onde empresas industriais e de mineração exigem partidas e paradas frequentes, esses três modos podem ser alternados de forma inteligente para reduzir a poluição de emissões causada pela combustão insuficiente de combustível. "Zhao Gang, vice-gerente geral e engenheiro-chefe da CRRC Dalian Company, disse que locomotivas com bateria e célula de combustível de hidrogênio podem atingir emissão zero de poluentes.
A julgar por indicadores específicos, em comparação com as locomotivas de combustão interna tradicionais, as locomotivas com motor de combustão interna + bateria de potência podem reduzir as emissões de óxido de nitrogênio em 45%, as emissões de hidrocarbonetos em 73% e as emissões de monóxido de carbono em 83%. Com base numa redução de 45% nas emissões de poluentes, uma locomotiva pode emitir menos 4 toneladas de substâncias nocivas e reduzir as emissões de carbono em 374 toneladas por ano, o que equivale a plantar 34 mil árvores.
Ao mesmo tempo, devido às suas diferentes configurações de potência, séries de novas locomotivas energéticas também podem reduzir o tempo de trabalho do motor diesel, trocando as fontes de energia para obter redução de ruído. Zhao Gang apresentou que, sob condições de tração da bateria, o tempo de ruído da locomotiva pode ser reduzido em mais de 80%. O ruído na cabine do motorista pode ser reduzido para menos de 70 decibéis, e o ruído irradiado fora do carro pode ser tão baixo quanto 58 decibéis, o que equivale ao nível de decibéis da música em um café.
Muito inteligente de usar
Actualmente, as antigas locomotivas diesel do meu país são geralmente menos inteligentes porque foram desenvolvidas anteriormente. Neste contexto, uma série de novas locomotivas energéticas passaram por uma série de transformações digitais e inteligentes para melhorar o nível de inteligência das locomotivas.
"Uma série de novas locomotivas de energia são equipadas com equipamentos de vídeo de alta definição e lidar, que podem coletar dados visuais ambientais de 360 graus e monitorar o status dos cenários de aplicação em tempo real. Funções como percepção automática, tomada de decisão inteligente e a operação inteligente garante a operação segura e estável das locomotivas de uma forma geral", disse Li Xining, vice-gerente geral e engenheiro-chefe da Che Ziyang Company.
O sistema de interação homem-computador também melhorou muito a conveniência operacional da locomotiva. Através da interface de interação homem-computador, o maquinista pode observar o estado de funcionamento do trem em tempo real. Com comandos de voz simples, os motoristas podem controlar facilmente o ar condicionado, guarda-sóis, limpadores e outros equipamentos, tornando o processo de direção mais eficiente e confortável.
Em termos de monitoramento de falhas de locomotivas de nova série de energia, a equipe também desenvolveu um sistema de tecnologia de previsão de falhas e gerenciamento de saúde (PHM). “O sistema pode gerenciar todo o ciclo de vida das novas locomotivas energéticas”, disse Li Xining. Para falhas ocorridas, o sistema pode fornecer feedback oportuno sobre o ponto de falha e fornecer orientação sobre operações de manutenção. Ao mesmo tempo, o sistema também pode prever a condição da locomotiva com base nos dados coletados, determinar tendências de mudança e fornecer recomendações de manutenção.
Além disso, a fim de maximizar a segurança dos condutores e passageiros, a equipa de I&D criou medidas de proteção de segurança digital para a bateria de energia e o sistema de combustível de hidrogénio. “Os dados de monitoramento da fonte de energia da locomotiva serão transmitidos ao sistema de controle do microcomputador de bordo em tempo real. Assim que houver uma anormalidade nos dados da fonte de energia, o sistema emitirá um aviso antecipado e tomará as medidas correspondentes.” disse.
A economia de energia e a redução do consumo são econômicas
Além da redução de carbono, a economia é a que mais preocupa os usuários. Locomotivas a diesel antigas geralmente dão partida, param e ficam em marcha lenta durante o uso. "Ao adotar a tecnologia híbrida de controle ideal, as locomotivas com motor de combustão interna + bateria de potência podem garantir que o motor de combustão interna sempre opere na velocidade econômica ideal", disse Zhong Huaiqing, vice-gerente geral e engenheiro-chefe da CRRC Qishuyan Company.
Por exemplo, ao abastecer o mesmo volume de óleo e rebocar 3.000 toneladas de carga em uma estrada reta, uma locomotiva com motor diesel + bateria de potência tem um alcance de cruzeiro de mais de 1.100 quilômetros, o que é 1,7 vezes maior que uma locomotiva de combustão interna comum. , e a taxa de economia de combustível excede 45%.
Além disso, a série de novas locomotivas de energia também adota novas tecnologias, como sistemas conversores de tração de alta eficiência, motores de ímã permanente, gerenciamento híbrido de capacidade de energia e recuperação de energia de frenagem para melhorar a eficiência da transmissão e reduzir o consumo de energia, resolvendo efetivamente o desperdício de energia causado pela marcha lenta das locomotivas tradicionais, melhora a eficiência energética.
Zhong Huaiqing disse aos repórteres que quando essas novas locomotivas energéticas são equipadas com motores de tração de ímã permanente, a eficiência do motor pode chegar a 97%, o que pode ser aumentado em 5% em comparação com os motores assíncronos opcionais. Em condições normais de operação, uma única locomotiva pode economizar 18 mil quilowatts-hora de eletricidade todos os anos.
Em termos de custos de uso diário, as novas locomotivas de energia serializadas também são mais acessíveis. Tomando como exemplo as antigas locomotivas a diesel das indústrias siderúrgica, metalúrgica e outras, seu consumo anual de diesel é de cerca de 155 toneladas e o custo do combustível é de cerca de 1,4 milhão de yuans. Se calculada de acordo com a conclusão da mesma carga de trabalho, a energia consumida pela locomotiva a bateria é de aproximadamente mais de 530.000 quilowatts-hora. Com base no preço médio da eletricidade industrial de 1 yuan por quilowatt-hora, o custo correspondente é superior a 530.000 yuans. "Isso economizará para a empresa mais de 870 mil yuans por ano e cerca de 2.300 yuans por dia."
"Além disso, o design simplificado e unificado também pode reduzir os custos de manutenção dessas locomotivas." Zhong Huaiqing disse que "simplificado e unificado" pode efetivamente reduzir o número de peças sobressalentes. Por exemplo, se todas as locomotivas usarem o mesmo tipo de. ar condicionado, então apenas um tipo de peça sobressalente é necessário. Este projeto permitirá que a taxa de simplicidade dos principais componentes exceda 80%, realize a intercambialidade de peças entre vários modelos, facilite a manutenção localizada dos usuários e reduza efetivamente os custos de manutenção de locomotivas.
Actualmente, existem cerca de 9.700 locomotivas diesel antigas no meu país. É urgente substituir as locomotivas antigas e promover a transformação e modernização inteligentes. Zhong Huaiqing disse que a série de novas locomotivas de energia trará uma demanda diversificada e em grande escala por novos produtos energéticos e impulsionará o vigoroso desenvolvimento das indústrias de baterias, elétrica, automotiva e outras indústrias relacionadas.
Fonte: Diário Ciência e Tecnologia
