Hidrojenle Çalışan Trenler ve Sürdürülebilir Bir Gelecek Açısında Rolleri

Hidrojenle çalışan trenler, geleneksel demiryolu yolculuğuna sürdürülebilir bir alternatif sunarak iddialı iklim hedeflerine ulaşmada önemli bir rol oynayabilir…

Hüseyin Güzel
Technical Library
9 min readJul 24, 2024

--

Photo by Siemens Monility, Mireo Plus H

Endüstrinin, gerçekten sürdürülebilir bir demiryolu ağı için yeşil hidrojen üretimini ekonomik olarak uygulanabilir hale getirecek yöntemler keşfetmesi gerekiyor. Hidrojenle çalışan ekspres trene binelim ve bu trenlerin bizi daha sürdürülebilir bir geleceğe nasıl yönlendirdiğini keşfedelim mi?

Hidrojenle Çalışan Trenler: Bir Soluk Temiz Hava

Siemens Mobility

Hidrojenle çalışan trenler; raylar boyunca seyreden, yalnızca su buharı yayan çevre dostu lokomotiflerdir. Sanki çevreye güvence verirler: “Sakin olun, bu işi hallettik. Duman yok, pislik yok; yalnızca saf, verimli bir tren yolculuğu!”

Şunu bir hayal edin: Raylar boyunca süzülen, su buharından başka bir şey yaymayan şık trenler. Hidrojenle çalışan trenlerin vizyonu budur; gezegenimiz için (kelimenin tam anlamıyla) temiz bir nefes gibidirler.

Bu trenler, hidrojen ve oksijeni elektriğe dönüştüren hidrojen yakıt hücreleriyle çalışıyor. Baca yok, egzoz borusu emisyonu yok; sadece temiz, verimli hareket kabiliyetine sahipler.

Gelin bu fütüristik çuf-çufların büyüleyici dünyasına dalalım:

1| Çevre Dostu ve Yeni Nesil Hidrojen Treni: Siemens Mireo Plus H

Siemens Mireo Plus H

Güvenilirlik, sürdürülebilir mobilite ve optimum maliyet verimliliği: Siemens Enerji ve Siemens Mobility, öncelikle pilot projelerde ve daha sonra belirli müşteri projelerinde Siemens Mobility’nin hidrojen trenlerine güç sağlamak için kullanılacak sürdürülebilir hidrojen altyapısına yönelik bütünsel çözümler geliştirmek üzere birlikte çalışıyor. Enerji üretimi ve hidrojen üretiminden demiryolu araçları için yakıt hücresi tahrikine kadar her şeyi içeren tutarlı, uçtan uca ve sürdürülebilir bir çözümü temsil edecek.

Siemens Mobility, Mireo Plus H ile Mireo’nun başarı öyküsünü sürdürüyor.

Bu hidrojen treni, dizel çoklu ünitelere akıllı bir alternatiftir ve havai temas hattı olmadan uzun mesafeli rotalarda emisyonsuz çalışma için öncüdür. Enerji verimliliği, esnek bir şekilde uyarlanabilir iç tasarım ve düşük bakım ve yaşam döngüsü maliyetleri de dahil olmak üzere Mireo’nun tüm özelliklerine sahiptir. 🚂💨

Sessiz ve temiz Mireo Plus H, güvenilir, sürdürülebilir çekiş gücünü üstün yolcu konforu ve yaşam döngüsü maliyetlerinde optimum maliyet verimliliği ile birleştirir. Ancak onu olağanüstü derecede uygun kılan şey, en başından itibaren yakıt hücresiyle çalışmak üzere özel olarak geliştirilmiş olmasıdır. Bu, emisyon olmadan çevre dostu çalışma anlamına gelir. 🚂💨

Sonuç olarak, bir gün gelirde hidrojenle çalışan bir Siemens Mireo Plus H trenin süzülerek yanınızdan geçtiğini görürseniz ona selam verin; o, gezegenimizi yolunda tutmak için üzerine düşeni yapıyor. 🚂💨 Ve belki bir gün hepimiz işe H₂ Ekspresi’ne binerek giderken, kendimizi çevreye duyarlı rock yıldızları gibi hissedeceğiz. 🌿🎸

Almanya’da hidrojenle çalışan trenle seyahat etmek | Mireo Plus H

Toplu taşıma ve bölgesel taşımacılığın karbondan arındırılması

Siemens Mobility ve Siemens Energy ortak projesinin en önemli hedefi temiz ve emisyonsuz toplu taşıma ve bölgesel taşımacılığı mümkün kılmaktır. Siemens Enerji, sektör birleştirmenin (yani enerji, sanayi ve mobilite gibi daha önceden ayrılmış sektörlerin enerjik olarak birbirine bağlanması anlamına gelen) ve hidrojen ekonomisinin daha da genişletilmesinin faydalarına güveniyor. Hidrojenle çalışan trenlere ek olarak Siemens Mobility, geleceğin yakıtıyla çalışma konusunda yüksek düzeyde uzmanlığa katkıda bulunuyor. Her iki Siemens şirketinin de hedeflerinden biri, hidrojen trenlerine hızlı yakıt ikmali için bir elektroliz ve yakıt ikmali çözümü geliştirmektir. 🚂💨

Siemens Enerji ve Siemens Mobility, sürdürülebilir hidrojen bazlı bölgesel ve banliyö demiryolu hizmetini sağlamak için güçlerini birleştiriyor.

Hidrojen ekonomisinin güçlendirilmesi

Toplu taşıma ve bölgesel taşımacılıkta, sürdürülebilir, CO2'siz bir hidrojen ekonomisi olmadan, AB’nin iddialı iklim hedeflerine ulaşmak imkansız olacaktır. Bu nedenle Siemens, ekonomik açıdan uygun çözümler üzerinde çalışıyor ve geleneksel sistemlere göre ortalama iki kat daha fazla güç yoğunluğuna ve dört kat daha fazla hizmet ömrüne sahip yeni yakıt hücreleri geliştiriyor. Şirket aynı zamanda, benzer menzilli dizel araçlara yakıt ikmali yapmak için gereken sürede, araçlara hidrojenle yakıt ikmali yapabilen yakıt doldurma sistemleri de geliştiriyor.🌟

2| Alstom Coradia iLINT ve Hidrojen Büyüsü

Alstom Coradia iLINT

Baş lokomotif mühendisi Christian Glauner’in dünyanın ilk hidrojen treninin başında olduğunu hayal edin. Mavi, beyaz ve sarı aracı Alstom Coradia iLINT dizelle çalışmıyor. Hayır, bu şık yakıt hücrelerinden gelen hidrojenle çalışan bir elektrik motoruyla çalışıyor. iLINT, trenlerin James Bond’u gibidir; şık, hoş ve emisyonsuz. Şu anda Almanya’daki Bremerhaven, Cuxhaven ve Buxtehude arasında yolcu taşıyor. Ve tahmin et ne oldu? Eski dizel trenlere göre daha sessizdir. Şşşt, geleceğe doğru parmak uçlarında yürüyor! 🌟

  • Geleceğin Yakıtı Hidrojen ve Nasıl Çalışıyor?: Gösterinin yıldızı hidrojen (H₂) oldu. Sudan elektroliz adı verilen bir işlemle elde edilir. Bunun için yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanırsak buna “yeşil” hidrojen diyoruz. Yakıt hücresinin içinde H₂ oksijenle dans ederek elektrik enerjisi açığa çıkarır. Tek yan ürün mü? Su buharı ve biraz yoğuşma. Gerçekten bir ıslık kadar temiz! Hidrojen havadan daha hafiftir. Yani hatalı bir contadan kaçsa bile çabuk dağılır. Drama yok, sadece hafif bir yukarı doğru sürüklenme var. 🎈
  • İklim Hedefleri ve Hidrojen Treni Bağlantısı: Almanya iklim değişikliği konusunda oyun oynamıyor. Tamamen hidrojenle çalışan bir yolcu treni filosunu hayata geçiriyor. Bu trenler rayların eko-savaşçıları gibidir; sessizdir, verimlidir ve havayı hepimiz için daha temiz hale getirir. Bu arada Birleşik Krallık’taki mühendisler, elektrifikasyon bütçesini zorlamadan demiryolu sistemlerini karbondan arındırmanın bir yolu olarak hidrojenle çalışan trenleri izliyorlar. Akıllıca hareket, değil mi?
  • Hidrojen Neden Akciğerlerimize Yeni Bir Hayat Soluyor: Şehirlerimizde mevcut trafik sıkışıklığı boğulma hissi veriyor. Peki hidrojen? Bu temiz bir nefes demek. Gerçekten. Daha temiz taşıma sistemleri hepimiz için daha sağlıklı akciğerler anlamına geliyor.

Sonuç olarak, bir gün gelir de hidrojenle çalışan bir Alstom Coradia iLINT treninin yanınızdan süzülerek geçtiğini görürseniz ona selam verin; o, gezegenimizi yolunda tutmak için üzerine düşeni yapıyor. Ve kim bilir? Belki bir gün hepimiz işe giderkem bir H₂ Ekspresine biniyor olacağız! 🚂🌎

3| Stadler Flirt H2 ve Rekor Kıran Yolculuğu

Stadler Flirt H2

Mart 2024'te İsviçre yapımı bir tren olan Stadler Flirt H2 dudak uçuklatan bir başarıya imza attı. Tek bir pit stop bile olmaksızın 46 saat boyunca 2.741 mil hızla ilerledi. Etkileyici, değil mi? 🚀

Stadler Flirt H2; yalnızca rekorlar kıran değil, aynı zamanda emisyonlardan da kurtulan, hidrojenle çalışan bir tren! 🚆🌿 Etkileyici yolculuğunun detaylarına bakalım:

O nasıl çalışıyor peki? Daha önce bahsettiğim hidrojen yakıt hücreleri işin sırrı. Hidrojen (H₂) ve oksijen (O₂) alıyorlar, biraz tango yapıyorlar ve işte trene güç sağlamak için elektrik. Ayrıca fazla frenleme enerjisini daha sonra kullanmak üzere akülerde saklarlar. Verimlilik düzeyi: süper kahraman gibi adeta.

  • Guinness Dünya Rekoru Başarısı: Colorado, ABD’de özel bir test pistinde süzülen şık bir tren. Bu bir sır? Sıfır emisyon. Ballard tarafından desteklenen Stadler Flirt H2, dikkate değer bir şey başardı: 46 saatlik bir çalışma sırasında şaşırtıcı bir şekilde 2.803 kilometre (1.742 mil) yol kat etti; üstelik tek bir hidrojen yakıtı kaynağıyla. 🌟 Guinness Dünya Rekorları yetkilileri muhtemelen şaşkınlıkla oradaydı. Peki onları kim suçlayabilir? Flirt H2'nin dediği gibi, “Beni izleyin!” 🚀
  • Arkasındaki Hidrojen Büyüsü: Peki bu hidrojen sihirbazlığı nasıl işliyor? Flirt H2, 600 kW’lık toplam güç kapasitesi sağlamak üzere birlikte çalışan altı adet Ballard FCmove®-HD+ yakıt hücreli motora sahiptir. Bu, bir grupta altı müzik virtüözünün olması gibi bir şey! Ayrıca 108 yolcu koltuğu ve maksimum 130 km/sa (79 mil/sa) hızıyla bu tren hiç de fena değil. Ayrıca 49°C’ye (120°F) kadar kavurucu sıcaklıklara dayanacak şekilde tasarlanmış!
  • Yolculuğun Başlangıcı: 20 Mart’ta Flirt H2, Pueblo, Colorado’daki ENSCO test merkezinde destansı macerasına başladı. Stadler ve ENSCO’dan bir mühendis ekibi sırayla sürüş yaparak kesintisiz bir çalışma sağladı.Ve tahmin edin ne oldu? Rekor kıran başarıyı 22 Mart akşamı saat 5'ten hemen sonra tamamladılar!
  • Sırada ne var?: Hidrojenle çalışan bu güzelliklerden dördünün, altı tanesinin daha opsiyonla birlikte bu yıl hizmete girmesi bekleniyor. Ve tahmin edin nerede faaliyet gösterecekler? San Bernardino, California — Flirt H2'yi ABD’deki ilk hidrojenle çalışan yolcu treni yapıyor. Stadler US CEO’su Martin Ritter bunu mükemmel bir şekilde özetliyor: “Hidrojeni temiz bir enerji kaynağı olarak kullanarak çevrenin korunmasına aktif olarak katkıda bulunuyoruz ve yarının sürdürülebilir ve sıfır emisyonlu seyahatini şekillendiriyoruz.” Bravo, Martin! 👏

Sonuç olarak, bir gün gelir de hidrojenle çalışan bir Stadler Flirt H2 treninin süzülerek yanınızdan geçtiğini görüreniz ona selam verin; o sadece bir tren değil; o bir öncü! 🚂💨 Ve belki bir gün hepimiz işe H₂ Ekspresi’ne binerek giderken, kendimizi çevreye duyarlı rock yıldızları gibi hissedeceğiz. 🌿🎸

4| HydroFLEX Projesi: Birleşik Krallık’ın Demiryolu Rönesansı

HydroFLEX Projesi

Modern demiryollarının filizlendiği Birleşik Krallık’ta HydroFLEX projesi dikkatleri üzerine çekiyor. Birleşik Krallık’taki ilk hidrojenle çalışan tren olan HydroFLEX, mevcut Sınıf 319 tren setine bir hidrojen paketi takılarak geliştirildi.

Birmingham Üniversitesi Demiryolu Araştırma ve Eğitim Merkezi (BCRRE) ve demiryolu taşıtları çözümleri sağlayıcısı Porterbrook, HydroFLEX projesinin uygulanmasından sorumlu.

Projenin, 2040 yılına kadar yalnızca dizel trenleri HydroFLEX ile değiştirerek, şu anda dizel ve elektrikli trenleri barındıran İngiliz demiryolu ağını karbondan arındırması bekleniyor. Proje aynı zamanda Birleşik Krallık Hükümeti’nin karbon emisyonlarını 2050'den önce %80 oranında azaltma taahhüdünü de destekliyor.

HydroFLEX hidrojenle çalışan treni inşa etme fikri, Haziran 2018'de düzenlenen Rail Live etkinliği sırasında kavramsallaştırıldı. Tren, Haziran 2019'da Birleşik Krallık’taki Quinton Rail Teknoloji Merkezi’nde düzenlenen Rail Live ticaret etkinliği sırasında ilk kez gösterildi.

Mevcut trenlerin hidrojen yakıt sistemleriyle donatıldığını hayal edin. Bu, eski dizüstü bilgisayarınıza turbo takviyesi vermek gibidir. 🚀 HydroFLEX trenleri yolculara şunu fısıldayacak: “Hey, biz sadece tren değiliz; emisyondan çıkıyoruz!” 🌿

Ve bir gün gelir de hidrojenle çalışan bir HydroFLEX treninin süzülerek yanınızdan geçtiğini görüreniz ona selam verin; o sadece bir tren değil; o bir öncü! 🚂💨 Ve belki bir gün hepimiz işe H₂ Ekspresi’ne binerek giderken, kendimizi çevreye duyarlı rock yıldızları gibi hissedeceğiz. 🌿🎸

Elektrolizden Çevre Dostu Raylara

1800’lü yılların başlarına geri dönelim. İki İngiliz araştırmacı, William Nicholson ve Anthony Carlisle, “Hey, suyu elektrikle zapt edersek ne olur?” dediler.

Ve bum! Elektroliz doğdu. Suyu tahmin edebileceğiniz gibi hidrojen ve oksijene ayırdılar.

İlk hidrojen yakıt hücresini icat eden Sir William Robert Grove’a hızlıca ilerleyelim. NASA daha sonra bunu uzay görevleri için benimsedi (Gemini, Apollo; bunlar hidrojenle çalışan roketlerdi dostum).

Şimdi aynı teknoloji demiryollarımıza da giriyor. Bilim, seni muhteşem canavar!

Ah dostum, elektrolizden çevre dostu raylara uzanan yolculuk büyüleyici bir yolculuk gibi görünüyor! Hidrojenle çalışan eksprese atlayalım ve bu trenlerin bizi daha yeşil bir geleceğe nasıl yönlendirdiğini keşfedelim.

  • Peki hidrojen treni tam olarak nedir?: Yakıt olarak hidrojeni kullanan bir şey. Ancak bundan daha fazlası da var: Bu trenler ya bir hidrojen içten yanmalı motora sahip ya da bir hidrojen yakıt hücresine dayanıyor. Şimdi parçalayalım bu treni…
  • Hidrojen Yakıt Hücreleri: Kömürü veya dizeli unutun; hidrojen buradaki yıldızımız. Yakıt hücreleri, iki elektrot (bir negatif anot ve bir pozitif katot) arasındaki kimyasal reaksiyon yoluyla elektrik üreterek adeta sihirbazlıklarını yerine getirir. Hidrojen (H₂) oksijen (O₂) ile vals yaparak sahneye girer adeta. Sonuç olur peki? Tek yan ürün olarak su (H₂O) ile elektrik enerjisi.
  • “Hydrail”in Doğuşu: “Hidrail” terimi ilk kez AT&T’de stratejik planlamacı olan Stan Thompson tarafından dile getirildi. Bir zamanlar “Mooresville Hydrail Girişimi” adlı bir konuşma yapmıştı. Süslü, değil mi? Hydrail araçları şu anda hibritler gibidir; hidrojeni yenilenebilir enerji depolamayla (pilleri veya süper kapasitörleri düşünün) birleştirirler. Bu ikili verimliliği artırıyor ve ihtiyaç duyulan hidrojen depolama alanı miktarını azaltıyor. Peki hidrayı nerede bulabilirsiniz? Eh, çeşitli demiryolu türlerinde ortaya çıkıyor: endüstriyel ve yolcu demiryolu, yük demiryolu, maden demiryolları, hafif ve hızlı ulaşım ve hatta “hidroley” olarak adlandırdığımız) tramvaylar.
  • Hidrojenin Tarifi Önemlidir: Şimdi hidrojen ihtiyacını nereden aldığımızdan bahsedelim. İki ana yöntem vardır: Buhar reformasyonu: Hidrojeni çıkarmak için fosil yakıtlar (pek çevre dostu değil) kullanılır. Ve diğeri Elektroliz: Bu kahraman. Suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için yenilenebilir enerji elektriğini veya şebekeden gelen fazla gücü kullanır. Karbon emisyonu yok, sadece iyi hisler var :) Ve hidrojen evrende en bol bulunan elementtir. Her yerde ortaya çıkan kozmik bir VIP gibidir.
  • Depodaki Hidrojen: Bakım depolarının yerinde hidrojen yakıtı ürettiğini hayal edin. Onu trenlerdeki basınçlı tanklara pompalayacaklar demektir. Verimli, değil mi? Sanki trenler raylara çarpmadan önce hidrojen latte yudumluyor gibi :)

İklim Hedefleri ve Hidrojen Tren Bağlantısı

İşte işin en ilginç kısmı: Hidrojenle çalışan trenler sadece havalı değil; onlar çok önemli. Dünya çapındaki ülkeler iddialı karbon azaltım hedeflerine odaklanıyor. Örneğin Birleşik Krallık, 2050 yılına kadar emisyonları 1990'daki seviyelere göre %80 oranında azaltmak istiyor. Bu, “Hey karbon, sakinleştirici bir hap al!” demek gibi bir şey.

Bu trenler emisyonsuz seyahatin cazip bir vizyonunu sunuyor. Her şeyi çözmeyecekler (yine de diğer sektörleri ele almamız gerekiyor), ancak doğru yönde atılmış bir adımdırlar. 🌍

Microsoft Co-pilot & Siemens Mobility

--

--

Hüseyin Güzel
Technical Library

EEE | PSM | Technical Editor & Writer | Siemens Mobility | Technical Library | Mentor of Sabancı Vakfı | huseyinguzel.net