Infrastruktura Železnice Železniční průmysl

Vodík jako pohon železnice budoucnosti? Výzkum, vývoj a inovační činnost ve VUZ v roce 2020

Železniční zkušební okruh ve Velimi. Foto: VÚZ
Železniční zkušební okruh ve Velimi. Foto: VÚZ

Výzkumný Ústav Železniční, a. s. (VUZ) se v roce 2020 intenzivně zapojil do inovační a výzkumné činnosti. Tento rok byl pro VUZ silně ve znamení výzkumných činností, kdy nejdůležitějším tématem ve výzkumu VUZ byl vodík a jeho možné použití v železniční dopravě v ČR. Ačkoliv se vodík stává běžnou věcí na německých železnicích, v ČR je jeho použití zatím v začátcích.

Prvním důležitým krokem k prozkoumání vodíkové technologie pro české železnice byla aktualizace Národního akčního plánu čisté mobility (NAP ČM) a zařazení vodíkového pohonu mezi zvažované technologie budoucnosti. Asi nejdůležitějším výstupem NAP ČM v této oblasti je zahrnutí „i jen možnosti“ vodíku u železniční dopravy – znění NAP: „Za tímto účelem by měla jednak vzniknout studie příležitostí vodíkové mobility na železnici a zároveň by měly být hledány cesty, jak v budoucnosti podpořit nákup vodíkových lokomotiv z veřejných zdrojů. Vedle toho by se měly připravit normy na homologizaci těchto souprav.“

Na tento nově nastavený směr rozvoje zareagovala VUZ a ve spolupráci s ÚJV Řež, a. s., Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze, Českou vodíkovou technologickou platformou a firmou SINTEF AS se zúčastnil 1. Veřejné soutěže programu KAPPA – Program CZ RESEARCH Fondy EHP a Norska 2014–2021.

Předložený výzkumný projekt Regionální vodíkové vlaky na českých železnicích byl vybrán TAČR k podpoře a bude uzavřena Smlouva o poskytnutí podpory. Cílem projektu je analýza českých železničních tratí a lokalizování oblasti, kde by vodíkové vlaky byly technickým, ekonomickým a environmentálním řešením oproti jiným technologiím. Tato studie shromáždí počáteční údaje, zejména z neelektrifikovaných železnic, kde je provozována naftová souprava. Prostřednictvím metodiky a softwaru vyvinutého společností SINTEF bude provedena technicko-ekonomické analýza vybraných regionálních tratí a porovnání jednotlivých pohonů vlaků (nafta, baterie, vodík a hybrid). Výsledky umožní identifikovat preferované oblasti s příznivým technologickým, ekonomickým a environmentálním výsledkem pro nasazení vodíkových vlaků a nahradit budoucí vyřazené dieselové vlaky z provozu na neelektrifikované železnici. Předpokládaný začátek řešení projektu 01/2021 předpokládaný konec projektu 04/2024.

Dalším výzkumným tématem pro rok 2020 a jistě i roky budoucí je zavádění systému ETCS na české železnici. V souvislosti se zaváděním ETCS na české železnici se ukazuje, že v některých případech může docházet k významnému snížení propustnosti tratí. Jde zejména o problematické dojíždění vlaku ke konci oprávnění k jízdě, kdy se brzdné křivky ETCS jeví jako velmi restriktivní. Již od roku 2018 probíhají intenzivní inovační činnosti, jejichž cílem má být nalezení řešení těchto problémů.

Cílem projektu Optimalizace vlastností ETCS v podmínkách české železnice, jehož je VUZ spoluřešitelem, je proto přispět k řešení situace jednak teoretickou analýzou možných nápravných opatření (nastavení národních hodnot ETCS, přínosy metody gamma) a jednak experimentálním ověřením reálných brzdicích schopností vybraných vozidel. Součástí řešení bude i návrh provozních opatření či metodiky umožňující posoudit vliv případných úprav na kvalitu brzdění vlaku pod dohledem ETCS. Návrh výzkumného projektu byl v roce 2020 podán do 2. veřejné soutěže Programu DOPRAVA 2020+. V současné době se čeká na výsledek veřejné soutěže, tj. zda bude výzkumný záměr podpořen k financování.

Velkou část výzkumných kapacit VUZ v roce 2020 zaměstnal nově rozběhnutý mezinárodní projekt CARBODIN Car Body Shells, Doors and Interiors podpořený z Shift2Rail. Tento projekt započal v prosinci 2019 a jeho trvání je naplánováno do konce roku 2021. Projekt je zaměřený na implementaci kompozitních materiálů do železničních vozidel. Výstupy projektu budou kombinovat různé výrobní techniky, koncepty automatizace, zavádění společně vytvrzených a společně vázaných kompozitních dílů. Role VUZ v projektu je analýza relevantních TSI norem a souvisejících EN norem pro posouzení technického řešení projektu, které je nezbytné pro úspěšné přenesení nového produktu z vývojové fáze do zkušební fáze, resp. zahájení sériové výroby.

Posledním velkým tématem výzkumné činnosti VUZ je hluk a vibrace na železnici. Této oblasti se VUZ věnuje dlouhodobě. V roce 2019 byl ukončen dvouletý mezinárodní výzkumný projekt podpořen ze Shift2Rail INNOWAG – Innovative Monitoring and Predictive Maintenance Solutions on Lightweight Wagon. VUZ se snažila v této oblasti pokračovat a účastnila se přípravy dalšího mezinárodního projektu VIBRALIS – New technologies for auralisation and visualisation of noise and vibration. Bohužel tento projekt nebyl v rámci Shift2Rail vybrán evropskou komisí k financování.

27 Komentáře
nejnovější
nejstarší nejlépe hodnocené
Inline Feedbacks
View all comments
Bob

To musejí být pečliví odborníci na slovo vzatí, když v názvu svého ústavu mají dvojnásobnou hrubku a ve zkratce jim chybí čárka nad „U“.

Xaver

A není už to náhodou vyzkoumaný? 😉

Josef

Nemůžu si pomoct, ale přijde mi to jako klasicky zaplacená studie od chemiček, který zvětřily, že by to byl super business pro státního dopravce, kterýho ceny za vodík moc nepálí. Navíc, proč vuz? Protože je státní? Vodík si určitě nějaký uplatnění najde, ale narozdíl od aut, kde se se cesta k bezemisním autům hledala tak dlouho , až zvítězil akumulátor. Na železnici tahle revoluce v pohonu proběhla už v 50 – 60 letech, když se elektrifikovali hlavní tahy. Uznávám, zbyly lokálky, kde ovšem zůstala jen lehká osobní doprava, která se dá elegantně vyřešit hybridním vozidlem s pantografem kde si v… Číst vice »

Hans

Já se naopak těším až se takovým vlakem svezu. Samozřejmě že to bude bussines a velký. Jak jinak chcete rychle a efektivně zvládnout přechod na trvale udržitelnou energetiku?

Alibaba

Pokud to bude velký bussines, tak to zase vypadá že jen pro někoho, proč?
A proč přecházet rychle, proč to nenechat na trhu?
A proč neefektivně (vodík získáváte s mizernou účinností)?
A proč si máme udržitelnou energetikou mršit ekonomiku (Asie na tuhle ekologii kašle)?

Hans

1) Jen pro někoho? Tak to v tržním hospodářství chodí. „Kdo chvíli stál stojí opodál“ buď do toho vlaku naskočímě, nebo budeme dál zaostávat.

2) Protože je naprosto nutné zabránit rozvratu globálního klimatu a to rychle

3) Efektivita je relativně nízká, ale pracuje se na jejím zvyšování.

4) Naopak nová rychle se rozvíjející odvětví průmyslu ekonomiku udrží v kondici, na počátku samozřejmě jsou nutné investice, ale ty mají vysokou návratnost. Rozvinuté asijské země jdou stejnou cestou. Určitě neplánují stagnovat k úpadku. Zůstat u fosilní ekonomiky, jakkoli se to může jevit výhodné, opravdu není dobrý nápad.

Alibaba

1) Tak proč se tomu dávají dotace, když chcete tržní hospodářství. Takovéhle dotované projekty jsou zpravidla jen pro „někoho“.
2) Až se připojí k téhle šaškárně Čína, Indie, Rusko a USA, pak si budu myslet, že to má smysl. Zatím svým dovozem vyvážíme své exhalace do výše uvedených států.
3) V pořádku, věřím, že až bude efektivita výborná, tak to v konkurenčním prostředí uspěje bez dotací.
4) Jestli mají vysokou návratnost, tak proč jsou potřeba dotace? A neměly by se v tomto případě dotace vracet investorovy (poskytovateli dotace)?

Hans

1) 3) 4) Jaké konkrétní dotace máte na mysli?
2) O rusku nevím, ale ostatní země , které zmiňujete se k tomu šílenství již připojily.
4) … investice do moderních technologií se vyplácí vždy ať už jde o soukromou, nebo státní instituci. Návratnost přichází v různých formách. V první řadě je to ten hlavní důvod proč se to všechno dělá, nelze si říct, že se nám to nevyplatí, protože jde o nic menšího, než přežití současné civilizace.

Alibaba

1) 3) 4) ty dotace co se téhle technologii musí dávat při zavádění do praxe, protože kdyby to byl ekonomický zázrak, tak vodík diesely nahradilo všude už dávno.
2)USA prostřednictvím Trumpa odstoupily.
4) Nevím, jestli je správné, že investuje stát, většinou to bývá taková malá domů pro spřátelené firmy, jeden takový příklad jsou dotace do solárních parků.
Investice soukromých firem jsou v pořádku, soukromník ať si utrácí svoje peníze jak chce.

Samik

Samozřejmě jak bateriový tak vodíkový pohon jsou budoucnost mobility včetně fúzních reaktoru a malý jaderný reaktoru doplněných o ekologické zdroje slunce moře a větru! Pro vlakové nadšence bych chtěl jenom doplnit že všechny elektrické vlaky jezdí vesměs na parní pohon z turbín v uhelných elektrárnách. Jen problém zakouřených stanic a ohořelého kolejiště se přesunul za město stejně jako se to dnes dělá i s osobní dopravou kde se nepoužívá jenom nafta ale i benzín LPG CNG apod! Takže věřím tomu že budou v budoucnu tyto pohony koexistovat společně.

Frantisek

To s elektrárnami je sice pravda, ale v čem je výhoda nahrazení drátů zrovna nádrží s výbušným obsahem, to tedy netuším.

Martin V.

Tak to já zase tuším. Někde bude nejlepší protáhnout o pár kilometrů dráty, jinde to dojet na baterky, ale pokud to bude daleko bez drátů s nepříliš hustým provozem, tak zbyde buď nafta a nebo nárdž s něčím jiným. A vodík vypadá tak lákavě! Každý ňouma přeci ví, že shoří na čistou vodu. A pokud se nebudeme zbytečně pitvat v takových detailech, jako kde vodík vezmeme a jak ho budeme skladovat a distribuovat, tak je to úžasné palivo. 🙂

Samik

Studie pojmenovaná Automotive Industry 2035 – Forecasts for the Future komparovala po dobu šesti měsíců bateriové a vodíkové elektromobily. „Hlavním důvodem naší studie bylo to, že společnost Horváth & Partners poskytuje služby mnoha klientům v automobilovém průmyslu. Tito klienti samozřejmě chtějí vědět, co v následujících 10 až 15 letech očekávat,“ vysvětluje ředitel studie Dietmar Voggenreiter. PURE STORAGE HLEDÁ POSILY NA POZICÍCH VÍCE NA CZECHCRUNCH JOBS Pure Storage Software Engineer, Cloud-At-Scale and Backend Pure Storage Software Engineer, FlashBlade CDN77 HLEDÁ POSILY NA POZICÍCH CDN77.com Backend/System engineer CDN77.com Frontend developer Ze zprávy vyplývá, že při ukládání energie do akumulátoru elektromobilu dochází ke… Číst vice »

Martin V.

Budou výsledky analýzy veřejně publikované, když to financuje TAČR? Tohle by mohlo být zajímavé: „…bude provedena technicko-ekonomická analýza vybraných regionálních tratí a porovnání jednotlivých pohonů vlaků (nafta, baterie, vodík a hybrid).“ A proč tam jako pátou možnost nemají dráty?

Frantisek

Asi ze stejného důvodu, proč jsou z variant dopravy někdy záměrně vynechávány koleje a z variant MHD někde trolejbusy. Prostě někdo řekl, že to není „in“, protože to tu už bylo.

Jarda Š.

Protože jde o tratě, které se nevyplatí drátovat.

Hans

Myslím si, že důvodem je nízké vytížení na trati. Vodík je jednou z možností jak ralizovat bezemisní dopravu. Mimochodem je dost možné, že spalovacím motorům ještě nezahráli. Existují výzkumné projekty na separaci a ukládání CO2 přímo na stroji. Stejně tak na separaci dusíku z nasávaného vzduchu k zabránění tvorby NOx při spalování. U lokomotiv by byl zřejmě nejmenší problém taková zařízení pojmout.

Zdeněk

Vodík jako palivo ekologický je – tedy pokud uvažujeme jeho provozní parametry zahrnující i hodnoty emisí. Co však příliš ekologické není, to je v současné době jeho výroba.

Mates

No jistě, to je stejné jako u elektromobilů – dokud se bude většina elektřiny vyrábět v uhelných elektrárnách, nic co je napájené z distribuční sítě nebude ekologické

ythomas_ct

…to není důležité. Legislativně má elektromobil nulové emise, takže kde je problém…?! :-/

Frantisek

Heh, také mě baví hesla se „zcela bezemisní“ dopravou. 🙂

BND 30

Budoucnost patří aluminiu!

Zdeněk

Jasně, to věděl i Felix Holzman, když hledal klíček z aluminia. 🙂

Tuzemák

Když jej spojíme s H2SO4 získáme sírany a spoustu vodíku, takže asi ano? 😀

BND 30

To má potenciál 😂

Alibaba

Předpokládám, že VUZ neřeší jak se vodík vyrobí.
Takže co s vodíkem vlastně řeší? Uskladnění? Vodíkový článek? Asi taky ne-e.
Vodík není pohod, ale palivo (nositel energie).
Nebo se budou ve vlaku používat vodíkové raketové motory?

Jarda Š.

Zřejmě se má řešit hlavně vodíkové hospodářství na železnici.