배터리와 수소는 무거운 화물 운송을 위해 디젤을 대체할 수 있습니다.

호주 최대 화물 운송업체인 Aurizon과 퀸즈랜드 대학교는 배터리와 수소의 조합이 향후 10년 내에 미국의 중량 화물 운송 노선에서 디젤 전력을 대체할 수 있다는 결론을 내렸습니다.

Journal of Energy Storage에 게재된 논문에서 Ruth Knibbe 박사와 대학 기계 및 광업 공학부의 Paul Meehan 교수는 Aurizon과 협력하여 호주 전역의 철도 통로를 분석했습니다.

이 논문은 호주 철도 화물에서 운행되는 여러 기관차의 실제 데이터를 사용하여 최첨단 배터리의 한계를 보여주었습니다. 연구원들은 배터리 사양과 결합된 에너지 모델의 데이터를 사용하여 결정된 견인 및 재생 배터리 에너지, 질량 및 비용을 사용하여 각 경로에 필요한 에너지와 잠재적인 재생 에너지를 평가하기 위한 에너지 모델을 개발했습니다.

비용, 에너지 밀도, 사이클 수명 및 기관차 데이터를 고려하여 중량물 견인 응용 분야에 리튬 철 인산염(LFP), 니켈 망간 코발트(NMC) 및 리튬 티타늄 산화물(LTO) 배터리를 배치하는 타당성을 조사했으며, LFP가 가장 많은 것으로 확인되었습니다. 적합한 전류 배터리 솔루션.

에너지 수요 및 관련 질량/부피 제약에 대한 추가 조사에서는 중량물 철도 탈탄소화를 위해 세 가지 플랫폼이 필요하다는 결론을 내렸습니다. 즉, 저에너지 수요를 위한 배터리 전기 기관차는 중간 에너지 수요를 위한 배터리 전기 입찰 또는 더 높은 에너지 수요를 위한 수소 연료전지 전기 입찰.

배터리 및 수소 연료 전지 플랫폼에 대한 미래 지향적인 기술 경제적 평가에서는 저에너지 애플리케이션을 위한 최저 비용 솔루션은 배터리 전용 시스템과 고에너지 업무용 배터리-수소 시스템이라는 결론을 내렸습니다.

Knibbe는 "철도 운송은 2020년 전 세계 탄소 배출량의 약 3%를 차지하므로 탈탄소 철도는 호주가 재생 에너지로 전환하는 데 중요한 역할을 할 것"이라고 말했습니다. "그러나 충전 인프라를 구축하는 데 많은 에너지와 제한된 용량이 필요한 전국의 긴 철도 노선으로 인해 모든 에너지를 선상으로 운송해야 합니다."

이 연구에서는 열차의 무게와 광산과 항구 사이에서 전체 부하를 이동하는 데 필요한 에너지 양, 그리고 브레이크가 적용될 때 에너지를 생성하는 동적 제동과 같은 옵션을 조사했습니다.

"대형 배터리는 제동 에너지를 포착할 수 있어 큰 기회를 제공하지만 배터리를 시원하게 유지하는 것도 큰 과제입니다."라고 그녀는 말합니다. "탑재된 배터리의 무게는 약 42톤이며 안전한 온도로 유지되어야 하며 조기 성능 저하를 방지해야 합니다.

"우리는 각 철도 노선의 에너지 및 냉각 요구 사항은 물론 사용 가능한 에너지 저장 시스템도 평가했습니다."

연구진은 퀸즈랜드 중심부의 글래드스톤-모우라 회랑(200km)과 같은 더 짧고 에너지가 낮은 노선에서 배터리로 작동되는 열차가 디젤 기관차를 대체할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

Aurizon의 차량 탈탄소화 관리자인 Mr Roger Buckley는 이 연구가 회사의 기관차 전체에서 탄소 배출을 줄이려는 Aurizon의 노력에 있어 중요한 작업이라고 말했습니다.

그는 "우리는 보다 지속 가능한 미래를 구축하기 위해 최선을 다하고 있으며 2050년까지 운영상의 배출 제로를 목표로 노력하면서 Aurizon의 탄소 배출량을 더욱 줄이는 목표에 중점을 두고 있습니다"라고 말했습니다.

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