Las locomotoras de nueva energía lideran la transformación verde en el campo del transporte
2024-08-10
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Una serie de locomotoras de nueva energía producidas por CRRC Corporation Limited. Foto proporcionada por la unidad entrevistada.
◎Nuestro reportero Xue Yan Jiaoyang
Cabina del conductor espaciosa, consola del conductor inteligente, ventana de observación luminosa... Recientemente, se presentaron oficialmente en Beijing 7 series de locomotoras de nueva energía con "ropa verde".
Estas locomotoras fueron lanzadas al mundo por primera vez por CRRC Corporation Limited (en adelante, "CRRC"). En comparación con las locomotoras de combustible tradicionales, tiene un excelente desempeño ambiental y resuelve eficazmente los problemas de las antiguas locomotoras de combustión interna existentes, como el alto consumo de combustible, las altas emisiones, el alto ruido y el bajo confort.
En diciembre de 2023, la Administración Nacional de Ferrocarriles emitió las "Medidas de gestión para la eliminación y actualización de locomotoras diésel ferroviarias antiguas (borrador para comentarios)", proponiendo que a partir de 2035, las locomotoras diésel ferroviarias antiguas deberían retirarse por completo del mercado del transporte ferroviario. La serie de locomotoras de nueva energía desarrollada con éxito esta vez es de gran importancia para promover aún más la actualización e iteración de equipos antiguos en el campo del transporte y promover la transformación ecológica y baja en carbono de locomotoras de alto consumo de energía y altas emisiones.
La reducción de emisiones y la reducción de carbono son “impresionantes”
A medida que los problemas ambientales globales se vuelven cada vez más prominentes, el concepto de desarrollo verde se ha convertido gradualmente en una de las tendencias principales del desarrollo social actual. Las antiguas locomotoras diésel originales contaminan mucho, consumen mucha energía y son ruidosas, y ya no pueden satisfacer las necesidades del desarrollo ferroviario ecológico y con bajas emisiones de carbono. Por esta razón, en los últimos años, el campo de las locomotoras ha estado buscando soluciones limpias y ha producido sucesivamente una variedad de locomotoras de nueva energía, como locomotoras de pila de combustible de hidrógeno y locomotoras híbridas.
Es en este contexto que surgió la serie de locomotoras de nueva energía lanzadas por CRRC.
Estas locomotoras utilizan tres configuraciones de energía: motor de combustión interna + batería de energía, batería de energía y celda de combustible de hidrógeno, cubriendo una variedad de potencias de 1000 kilovatios a 2000 kilovatios, y pueden satisfacer plenamente las necesidades de transporte ferroviario de la metalurgia del hierro y el acero nacional y extranjera. , minería, electricidad, carbón, puertos y otras necesidades de la escena.
En comparación con las locomotoras diésel tradicionales, esta serie de locomotoras de nueva energía tiene ventajas únicas en la reducción de carbono. "La locomotora con motor de combustión interna + batería eléctrica tiene tres modos de energía: batería eléctrica, motor diésel e híbrido diésel-eléctrico. En entornos operativos donde las empresas industriales y mineras requieren arranques y paradas frecuentes, estos tres modos se pueden cambiar de forma inteligente para reducir las emisiones contaminantes causadas. por una combustión insuficiente de combustible "Zhao Gang, subdirector general e ingeniero jefe de CRRC Dalian Company, dijo que las locomotoras de batería y de pila de combustible de hidrógeno pueden lograr cero emisiones de contaminantes.
A juzgar por indicadores específicos, en comparación con las locomotoras tradicionales de combustión interna, las locomotoras con motor de combustión interna + batería eléctrica pueden reducir las emisiones de óxido de nitrógeno en un 45%, las emisiones de hidrocarburos en un 73% y las emisiones de monóxido de carbono en un 83%. Basándose en una reducción del 45% de las emisiones contaminantes, una locomotora puede emitir 4 toneladas menos de sustancias nocivas y reducir las emisiones de carbono en 374 toneladas al año, lo que equivale a plantar 34.000 árboles.
Al mismo tiempo, debido a sus diferentes configuraciones de potencia, las series de locomotoras de nueva energía también pueden reducir el tiempo de trabajo del motor diésel al cambiar las fuentes de energía para lograr una reducción del ruido. Zhao Gang presentó que en condiciones de tracción de batería eléctrica, el tiempo de ruido de la locomotora se puede reducir en más del 80%. El ruido en la cabina del conductor se puede reducir a menos de 70 decibelios, y el ruido irradiado fuera del automóvil puede ser tan bajo como 58 decibeles, lo que equivale al nivel de decibeles de la música en una cafetería.
Muy inteligente de usar
En la actualidad, las antiguas locomotoras diésel de mi país son generalmente menos inteligentes porque fueron desarrolladas antes. En este contexto, una serie de locomotoras de nueva energía han sufrido una serie de transformaciones digitales e inteligentes para mejorar el nivel de inteligencia de las locomotoras.
"Una serie de locomotoras de nueva energía están equipadas con equipos de video de alta definición y lidar, que pueden recopilar datos visuales ambientales de 360 grados y monitorear el estado de los escenarios de aplicación en tiempo real. Funciones como percepción automática, toma de decisiones inteligente y La operación inteligente garantiza el funcionamiento seguro y estable de las locomotoras de manera integral", dijo Li Xining, subdirector general e ingeniero jefe de Che Ziyang Company.
El sistema de interacción hombre-ordenador también ha mejorado considerablemente la comodidad de uso de la locomotora. A través de la interfaz de interacción persona-computadora, el conductor puede observar el estado de funcionamiento del tren en tiempo real. Con simples comandos de voz, los conductores pueden controlar fácilmente el aire acondicionado, los parasoles, los limpiaparabrisas y otros equipos, haciendo que el proceso de conducción sea más eficiente y cómodo.
En términos de monitoreo de fallas en locomotoras de nueva energía en serie, el equipo también desarrolló un sistema tecnológico de predicción de fallas y gestión del estado (PHM). "El sistema puede gestionar todo el ciclo de vida de las locomotoras de nueva energía", afirmó Li Xining. Para fallas que han ocurrido, el sistema puede proporcionar información oportuna sobre el punto de falla y brindar orientación sobre las operaciones de mantenimiento. Al mismo tiempo, el sistema también puede predecir el estado de la locomotora basándose en los datos recopilados, determinar tendencias cambiantes y dar recomendaciones de mantenimiento.
Además, para maximizar la seguridad de conductores y pasajeros, el equipo de I+D ha establecido medidas de protección de seguridad digital para la batería y el sistema de combustible de hidrógeno. "Los datos de monitoreo de la fuente de energía de la locomotora se transmitirán al sistema de control de microcomputadora a bordo en tiempo real. Una vez que haya una anomalía en los datos de la fuente de energía, el sistema dará una alerta temprana y tomará las medidas correspondientes". dicho.
El ahorro de energía y la reducción del consumo son rentables
Además de la reducción de carbono, la economía es lo que más preocupa a los usuarios. Las viejas locomotoras diésel a menudo arrancan, se detienen y permanecen inactivas durante su uso. "Al adoptar la tecnología de control óptimo híbrido, las locomotoras con motor de combustión interna + batería de potencia pueden garantizar que el motor de combustión interna siempre funcione a la velocidad económica óptima", dijo Zhong Huaiqing, subdirector general e ingeniero jefe de CRRC Qishuyan Company.
Por ejemplo, al llenar el mismo volumen de aceite y remolcar 3.000 toneladas de carga en una carretera recta, una locomotora con motor diésel + batería tiene una autonomía de crucero de más de 1.100 kilómetros, que es 1,7 veces mayor que la de una locomotora de combustión interna normal. , y la tasa de ahorro de combustible supera el 45%.
Además, la serie de locomotoras de nueva energía también adopta nuevas tecnologías como sistemas convertidores de tracción de alta eficiencia, motores de imanes permanentes, gestión de capacidad de potencia híbrida y recuperación de energía de frenado para mejorar la eficiencia de la transmisión y reducir el consumo de energía, solucionando eficazmente el desperdicio de energía causado. Al ralentí de las locomotoras tradicionales, mejorar la eficiencia energética.
Zhong Huaiqing dijo a los periodistas que cuando estas locomotoras de nueva energía están equipadas con motores de tracción de imán permanente, la eficiencia del motor puede alcanzar el 97%, que puede aumentar en un 5% en comparación con los motores asíncronos opcionales. En condiciones normales de funcionamiento, una sola locomotora puede ahorrar 18.000 kilovatios hora de electricidad cada año.
En términos de costes de uso diario, las locomotoras serializadas de nueva energía también son más asequibles. Tomando como ejemplo las antiguas locomotoras diésel de las industrias del acero, la metalurgia y otras, su consumo anual de diésel es de unas 155 toneladas y el coste del combustible es de unos 1,4 millones de yuanes. Si se calcula en función de la realización de la misma carga de trabajo, la energía consumida por la locomotora de batería es de unos 530.000 kilovatios hora. Basado en el precio medio de la electricidad industrial de 1 yuan por kilovatio hora, el coste correspondiente es de más de 530.000 yuanes. "Esto ahorrará a la empresa más de 870.000 yuanes al año y unos 2.300 yuanes al día", afirmó Zhong Huaiqing.
"No sólo eso, el diseño simplificado y unificado también puede reducir los costos de mantenimiento de estas locomotoras". Zhong Huaiqing dijo que "simplificado y unificado" puede reducir efectivamente la cantidad de repuestos, por ejemplo, si todas las locomotoras usan el mismo tipo de. aire acondicionado, entonces sólo se necesita un tipo de repuestos. Este diseño permitirá que la tasa de simplicidad de los componentes clave supere el 80%, logrará la intercambiabilidad de piezas entre múltiples modelos, facilitará el mantenimiento localizado de los usuarios y reducirá efectivamente los costos de mantenimiento de las locomotoras.
En la actualidad, hay alrededor de 9.700 locomotoras diésel antiguas en mi país. Es urgente reemplazarlas y promover la transformación y modernización inteligentes. Zhong Huaiqing dijo que la serie de locomotoras de nueva energía generará una demanda diversificada y a gran escala de nuevos productos energéticos e impulsará el vigoroso desarrollo de las industrias de baterías, electricidad, motores y otras industrias relacionadas.
Fuente: Diario de Ciencia y Tecnología
