Lorsque le gouvernement britannique a annulé ses projets d'électrification des lignes ferroviaires traversant le Pays de Galles, les Midlands et le nord de l'Angleterre et a interrompu l'électrification du réseau ferroviaire Great Western, il a mis fin prématurément au programme d'investissement ferroviaire, considéré comme l'un des plus importants du pays depuis l'ère victorienne. Mais maintenant, le gouvernement et les fabricants de trains espèrent que l'hydrogène pourrait être une alternative à l'électrification des chemins de fer britanniques.
Trains à hydrogène
Les trains à hydrogène ont déjà remplacé les moteurs diesel plus sales en Allemagne, et certaines compagnies ferroviaires estiment que le Royaume-Uni suivra son exemple d'ici 2022. Des investissements sont encore nécessaires pour introduire de nouvelles technologies. Mais ils peuvent être une étape importante vers la réduction de l'empreinte carbone des chemins de fer.
Actuellement, seul un tiers du réseau ferroviaire britannique est électrifié et peu de voies supplémentaires ont été converties au cours des dernières années. Alors que le gouvernement arrête d'électrifier le réseau, il est confronté à un dilemme: comment éliminer les trains diesel qui produisent du dioxyde de carbone et d'autres polluants nocifs?
La stratégie actuelle consiste à acheter des trains bimodaux qui peuvent passer au diesel lorsqu'ils sortent du chemin sans électricité. Mais cela ne résout pas le problème en tant que tel.
Si l'électrification du reste du réseau semble trop coûteuse, une alternative possible serait de produire de l'électricité à bord du train. Une façon de faire est d'utiliser des piles à combustible qui combinent l'hydrogène gazeux avec l'oxygène de l'air pour produire de l'électricité et de l'eau. L'hydrogène peut transporter plus d'énergie que les batteries du même poids, ce qui signifie que les systèmes de piles à combustible peuvent être plus légers. De plus, ils prennent moins de temps à se ravitailler que les batteries à recharger et n'ont pas les mêmes coûts environnementaux élevés à fabriquer.
L'hydrogène gazeux doit être comprimé dans des réservoirs, qui sont généralement situés sur le toit du train. Mais l'ajout d'un système de freinage régénératif pour charger une petite batterie supplémentaire réduira la quantité d'hydrogène nécessaire pour alimenter le train.
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Le coût élevé de l'installation des lignes aériennes signifie que les trains à hydrogène sont susceptibles d'être un moyen plus économique d'électrifier les lignes ferroviaires avec relativement peu de trafic. Il est également judicieux d'expérimenter des trains à hydrogène pour détecter tout problème inattendu. Cependant, une utilisation généralisée exigera des investissements importants dans la production et le stockage d'hydrogène. Étant donné que très peu de chemins de fer ont été construits à l'hydrogène, on ne sait pas s'ils peuvent économiser de l'argent en éliminant l'électrification des grandes lignes, si une économie d'échelle fonctionnera.
Une meilleure solution pourrait également être le développement de trains hybrides bimodes capables de basculer entre l'électricité des fils aériens et les piles à combustible. Ceci est mieux adapté aux réseaux ferroviaires qui traversent des ponts et des tunnels.
Un autre problème avec les piles à hydrogène est que le carburant est maintenant produit à partir de méthane (gaz naturel) en utilisant un processus appelé reformage à la vapeur de méthane, qui produit également des rendements élevés de monoxyde de carbone hautement toxique. Il peut être converti en dioxyde de carbone, mais l'hydrogène continuera de contribuer aux émissions de gaz à effet de serre.
Hydrogène pur
Une manière écologique de produire de l'hydrogène est l'électrolyse, lorsqu'un courant électrique traverse l'eau. En théorie, vous pourriez utiliser l'excès d'énergie éolienne (et éventuellement solaire) pour produire cette électricité et faire de l'hydrogène une source d'énergie renouvelable. Le problème est que les installations d'électrolyse ne seront probablement pas économiques si elles ne fonctionnent pas pendant la majeure partie de la journée. Cela signifierait que lorsqu'il n'y a pas de vent excédentaire pour les alimenter, ils auront besoin d'électricité régulière du réseau, ce qui rend le processus très coûteux (et pas nécessairement renouvelable).
La seconde alternative est l'utilisation d'une méthode de production "thermochimique", qui implique l'interaction de l'eau avec le soufre et l'iode en présence de chaleur. La bonne nouvelle est que cette méthode deviendra économique au cours des dix prochaines années, grâce au développement des centrales nucléaires de génération IV. Ces petits réacteurs modulaires à haute température sont en cours de développement en Chine, aux États-Unis, au Canada et au Japon, mais pas au Royaume-Uni ou en Europe.
Malgré toutes les restrictions sur l'utilisation de l'hydrogène comme carburant pour les transports, alors que de plus en plus de pays (en particulier le Japon) mènent des recherches supplémentaires dans le domaine de l'économie de l'hydrogène, son coût diminuera. L'hydrogène peut même remplacer le gaz naturel dans les conduites de gaz principales, ce qui contribuera également à réduire le coût de son utilisation pour le transport.
Ilya Khel
