Mogelijkheden voor brandstofceltrein

Rijkert Knoppers

Het Zuid-Afrikaanse mijnbouwbedrijf Anglo American Platinum gaat binnenkort voor het transport van het gedolven platina in de ondergrondse mijnen vijf elektrisch aangedreven locomotieven inzetten.

De benodigde elektriciteit voor de Trident locomotieven komt niet van een tot nu toe gebruikelijk accupakket, maar van aan boord geplaatste, op waterstof gestookte brandstofcellen.

‘Deze innovatieve locomotieven zullen ons een gelegenheid bieden om platina op een meer economische, energieveilige en milieuvriendelijke manier te winnen’,aldus Nevile Nicolau, directeur van ’s werelds grootse platina mijnbouwbedrijf. ‘De locomotieven hebben voor het rijden geen elektriciteit van het net nodig en ze stoten geen schadelijke uitlaatgassen uit.’

De betreffende tien ton wegende Trident locomotieven van ruim vier meter lengte zijn uitgerust met twee tractiemotoren met een totaal vermogen van 42 kW. De opslag van het waterstof gebeurt in een metaalhydride opslagtank met een capaciteit van 3,5 kg. Het vullen van de tank duurt bij een druk van twintig bar tien tot twintig minuten. De gehele elektrische installatie, inclusief de brandstofcel van 50 kWh, een koelsysteem, de opslagtank en de vermogenselektronica, neemt niet meer dan één kubieke meter in beslag. Voorafgaand aan de ingebruikname van de locomotieven bij de Amplats Dishaba ondergrondse mijn gaat de leverancier van de brandstofcellen Vehicle Projects deze zomer met een eerste locomotief bovengrondse proefnemingen doen.

Het gebruik van brandstofcellen in treinstellen kan wereldwijd rekenen op een sterk groeiende belangstelling. Groot voordeel van deze vorm van elektrische aandrijving is dat er geen ingewikkelde en dure infrastructuur in de vorm van bovenleidingen, masten en tussenstations nodig zijn. Daar staat tegenover dat er tankstations moeten komen voor de levering van waterstof, terwijl de treinen voor het tanken van tijd tot tijd moeten stoppen. ‘Een interessante vraag is of bestaande geëlektrificeerde spoorlijnen zijn uit te breiden zonder de aanleg van bovenleidingen voor de toepassing van waterstoftreinen’, stelt Stan Thompson van het Hydrogen Economy Advancement Team van de Chamber of Commerce in Mooresville, Verenigde Staten. ‘Verlaten vrachtspoorlijnen zouden economisch te gebruiken zijn voor waterstoftreinen, zonder de dure aanleg van een elektrische infrastructuur.’

Thompson is een van de sprekers op de International Hydrail Conference in Birmingham, die op aanstaande 3 en 4 juli in Birmingham zal plaatsvinden. Op deze conferentie zal Thompson, bedenker van de term Hydrail (hydrogen en rail) ook vertellen over de eerste ingebruikname van een passagierstram, die binnenkort zal gaan rijden op het smalspoortraject van de Ferrocarriles Españoles de Vía Estrecha (FEVE) in het heuvelachtige Spaanse Pravia.

Het gaat om een betrekkelijk kleine tram van de H2-3400 serie, die twintig tot dertig passagiers kan vervoeren met een snelheid van vijftien tot twintig kilometer per uur. De aandrijving gebeurt door vier elektromotoren, naast een stel lithium-ion accu’s leveren twee brandstofcellen van elk twaalf kilowatt de benodigde elektriciteit, de waterstof komt uit een rek van twaalf flessen. Dankzij een regeneratief remsysteem kan de trein tijdens het remmen en het afdalen van de heuvels de accu’s opladen. ‘Het zou kunnen zijn dat dit soort waterstof-gestookte trams op de meest eenvoudige manier de weg kunnen vrij banen voor de introductie van brandstofceltreinen’, aldus Thompson, die erop wijst dat het gebruik van trams en treinen op waterstof, onder meer vanwege de geringere rolweerstand, eigenlijk veel aantrekkelijk is dan de nu al vaak gebruikte brandstofcelbussen.