يعد تأخير مواعيد القطارات وإلغاءها أكبر مشكلة يواجهها كل مسافر، ولكن من المؤكد أنه يمكن التقليل من هذه المعضلات إذا كانت هناك قاطرة لا تحتاج أبدا إلى التوقف للتزود بالوقود.
وهذا بالضبط ما يطوره العلماء بمساعدة ميزانية قدرها 38 مليون جنيه إسترليني (50 مليون دولار).
وتتمثل مهمتهم في إنشاء أول “قطار إنفينيتي” (لا نهائي) في العالم، مدعوم بقوة الجاذبية، والذي سيُنقل بعد ذلك إلى شبكة السكك الحديدية في وقت لاحق من هذا العقد.
وسيعمل على بطارية كهربائية لن تحتاج إلى إعادة شحنها باستخدام البنية التحتية التقليدية للشحن لأنها ستسخّر بدلا من ذلك طاقة الجاذبية في أقسام المنحدرات من المسار. والاحتكاك الناتج عن الكبح لإبطاء القطار سيعيد توليد الكهرباء ويعني نظريا أن القاطرة يمكنها نقل المواد والناس يوما ما دون الحاجة إلى التوقف.
وقالت الشركة الهندسية الأسترالية التي تقف وراء الخطة، Fortescue Future Industries، إنها ستلغي أيضا الحاجة إلى تشغيل أي قطارات بالديزل. إنه يعمل بنفس الطريقة التي تعمل بها السيارات الكهربائية الهجينة.
وأعلنت الشركة عن القطار بعد استحواذها على شركة البطاريات البريطانية Williams Advanced Engineering، والتي ولدت من Williams F1 في عام 2010.
وستعمل الشركتان معا على تسريع الانتقال إلى الطاقة الخضراء ومساعدة الصناعة على خفض انبعاثات الكربون إلى الصفر بحلول نهاية العقد.
وقال الدكتور أندرو فورست، مؤسس ورئيس مجلس إدارة Fortescue، “سينضم “قطار إنفينيتي” إلى أسطول Fortescue الأخضر قيد التطوير وسيساهم في أن تصبح Fortescue لاعبا رئيسيا في السوق العالمية المتنامية لمعدات النقل الصناعية الخضراء، ما يوفر قيمة كبيرة لمساهمينا”.
وأضاف، يجب على العالم، وهذا ممكن طبعا، أن يبتعد عن حقبة الوقود الأحفوري شديدة التلوث والمميتة. وقال إن “قطار إنفينيتي” يجب أن يساعد في تسريع سباق Fortescue للوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2030، مع خفض تكاليف التشغيل وخلق فرص صيانة أكثر كفاءة.
وقالت Fortescue إن عمليات السكك الحديدية الخاصة بها تشمل 54 قاطرة تحمل 16 مجموعة قطار، إلى جانب معدات متنقلة أخرى على المسار.
ويبلغ طول كل مجموعة قطار 1.7 ميل (2.8 كم) ولها القدرة على نقل 34404 أطنان من خام الحديد في 244 سيارة.
ويعتمد النظام حاليا على محركات الديزل التي تستهلك 82 مليون لتر من الوقود سنويا.
وتأمل الشركة في خفض هذا الاستخدام بشكل كبير والتخلص منه في نهاية المطاف بشكل كامل خلال السنوات العديدة القادمة بمساعدة “قطار إنفينيتي”.
وقالت إليزابيث غاينز، الرئيس التنفيذي لشركة Fortescue، “يتمتع قطار إنفينيتي بالقدرة على أن يكون أكثر قاطرات البطاريات الكهربائية كفاءة في العالم. إن تجديد الكهرباء في الأقسام المحملة على المنحدرات سيزيل الحاجة إلى تركيب توليد الطاقة المتجددة وإعادة شحن البنية التحتية، ما يجعلها حلا فعالا في رأس المال للتخلص من الديزل والانبعاثات من عمليات السكك الحديدية لدينا”.
ولكن حتى إذا نجح المهندسون في تسخير التكنولوجيا لإنشاء “قطار إنفينيتي”، فقد يستغرق الأمر شهورا أو حتى سنوات حتى تقوم خطوط السكك الحديدية الأخرى بتنفيذه.
ليس هذا فقط، لكنه لن يوقف تأخيرات القطارات بسبب الطقس أو أوراق الشجر على الخط، على عكس التكنولوجيا الجديدة التي يتم تجربتها. وسيتم رش الجليد الجاف على خطوط السكك الحديدية عبر شمال إنجلترا كجزء من المبادرة التي تهدف إلى تقليل التأخيرات التي تسببها الأوراق على المسار.
اقرأ أيضاً: إطلاق أول قطار يعمل بالهيدروجين في العالم
فرنسا يوم الاثنين في فالنسيان شمال البلاد، في تجربة تسلط الضوء على هذه التكنولوجيا التي ستساهم في التحرر من الديزل والسير على خطوط غير مكهربة.
تم تجميع نموذج القطار في سالزغيتر بألمانيا، وهو مزود بخلايا وقود تقوم بتحويل الهيدروجين المخزن على السطح إلى كهرباء وتسمح له بالعمل دون أي انبعاثات ملوثة. القطار الجديد هادئ مثل القطار الكهربائي ولا ينبعث منه سوى البخار والماء.
وزير النقل جان بابتيست جباري أشار في حديث للصحافة من مركز اختبار السكك الحديدية إلى أن القطار الجديد “حل للمستقبل”، مضيفا أن “شبكة السكك الحديدية لدينا اليوم غير مكهربة بنسبة 45 في المائة. لدينا حلان: إما أن نعمل بالكهرباء بالتكلفة التي ينطوي عليها ذلك أو نعتمد على الهيدروجين الذي من الواضح أنه يمثل المستقبل في فرنسا والسوق الأوروبية والعالمية”.
تكلفة عالية لكنها موثوقة
جان بابتيست إيمود، رئيس مجلس إدارة ألستوم فرنسا، التي استثمرت عشرات الملايين من اليوروهات لتصبح “الرائد العالمي في القطارات النظيفة”، قال: “إن تكنولوجيا الهيدروجين مكلفة بأكثر من 30 في المائة ولكنها موثوقة وفعالة”.
تم تشغيل قطار “آي لينت” من شركة ألستوم، وهو أول قطار في العالم يعمل بالهيدروجين، وقد قام القطار برحلته الأولى في فرنسا يوم الاثنين في فالنسيان شمال البلاد، في تجربة تسلط الضوء على هذه التكنولوجيا التي ستساهم في التحرر من الديزل والسير على خطوط غير مكهربة.
تم تجميع نموذج القطار في سالزغيتر بألمانيا، وهو مزود بخلايا وقود تقوم بتحويل الهيدروجين المخزن على السطح إلى كهرباء وتسمح له بالعمل دون أي انبعاثات ملوثة. القطار الجديد هادئ مثل القطار الكهربائي ولا ينبعث منه سوى البخار والماء.
وزير النقل جان بابتيست جباري أشار في حديث للصحافة من مركز اختبار السكك الحديدية إلى أن القطار الجديد “حل للمستقبل”، مضيفا أن “شبكة السكك الحديدية لدينا اليوم غير مكهربة بنسبة 45 في المائة. لدينا حلان: إما أن نعمل بالكهرباء بالتكلفة التي ينطوي عليها ذلك أو نعتمد على الهيدروجين الذي من الواضح أنه يمثل المستقبل في فرنسا والسوق الأوروبية والعالمية”.
جان بابتيست إيمود، رئيس مجلس إدارة ألستوم فرنسا، التي استثمرت عشرات الملايين من اليوروهات لتصبح “الرائد العالمي في القطارات النظيفة”، قال: “إن تكنولوجيا الهيدروجين مكلفة بأكثر من 30 في المائة ولكنها موثوقة وفعالة”.
اختبارات سابقة
تم اختبار القطار المسمى “كوراليا آي لينت” بنجاح في ألمانيا بين عامي 2018 و2020، والعام الماضي في هولندا والنمسا، ومؤخرا في السويد. وتلقت ألستوم بالفعل طلبات مؤكدة لـ 41 قطارا في ألمانيا، ومن المقرر أن تدخل الخدمة التجارية أوائل عام 2022.
مدى استقلالية قطارات “كوراليا آي لينت” تتراوح ما بين 800 وألف كيلومتر بين عمليتي تعبئة، مما يجعل من الممكن ضمان القطار لعملية ربط إقليمي، وتخطط فرنسا لاختبار القطار في 2022 بمنطقة وسط فال دي لوار بين مدينتي تور ولوش.
في الوقت نفسه، تعمل أربع مناطق فرنسية أخرى هي أوفيرني رون ألب وبورغون فرانش كونتي وغراند إست وأوكسيتاني مع ألستوم ومؤسسة النقل بالسكك الحديدية لتطوير نموذج مزدوج للكهرباء الهيدروجينية. نتج عن العقد طلب شراء 12 قطارا حيث من المقرر إجراء اختبارات المسار الأولى لها في نهاية عام 2023، مع انطلاق الخدمة التجارية في عام 2025.
وفي الوقت الحالي، تستخدم هذه التقنيات “الهيدروجين الرمادي”، المشتق من الوقود الأحفوري، مقابل “الهيدروجين الأخضر” المشتق من الطاقات المتجددة، وهو أغلى ثمنا بكثير وفرنسا ليست مستعدة للتعامل به.
اقرأ أيضاً: “عربات بأجنحة”.. علماء صينيون يقدمون حلا لزيادة سرعة القطارات
قدم فريق من العلماء الصينين حلا للتقليل من وزن القطارات وزيادة سرعتها القصوى بنسبة 28.6%، باستخدام تصميم بسيط.
واقترح الباحثون إضافة 5 أزواج من الأجنحة على كل عربة من القطارات فائقة السرعة في البلاد، لتقليل وزنها وبالتالي زيادة سرعتها.
ووجدت الدراسة، التي تعد جزءًا من مشروع ”CR450“ الرسمي، الذي يهدف إلى زيادة سرعة القطارات الحالية، أن ”إضافة أجنحة صغيرة يمكن أن توّلد قوة رفع كافية لتقليل وزنها بمقدار الثلث، وزيادة السرعة إلى 450 كيلومترًا في الساعة“.
هذا وصرح قائد الفريق المهندس تشانغ جون في مركز تشنغدو فلويد ديناميكس للابتكار: بأن “السرعة المتزايدة ستساهم بتآكل العجلات كما وستساهم بالتقليل من عمرها”.
وأضاف: “القطار عالي السرعة المزود بأجنحة الرفع طفرة في المفهوم التقليدي للتصميم الديناميكي الهوائي للقطار عالي السرعة، حيث إنه يقلل الاستهلاك الكلي للطاقة وتكاليف التشغيل، بحسب ما نشرت صحيفة “ذا تايمز” البريطانية.
وتصل سرعة القطارات الصينية فائقة السرعة حاليًا، إلى 350 كيلومترًا في الساعة، باستثناء قطار شانغهاي المغناطيسي، الذي بفضل تقنياته عالية الجودة يمكنه الوصول إلى 431 كيلومترًا في الساعة، بحسب ما أورده موقع ”20 مينوتوس“ الإسباني، اليوم الثلاثاء.
فكرة يابانية مماثلة
يشار إلى أنه كان لدى المهندسين في اليابان بالفعل فكرة مماثلة في الثمانينيات، لكن قاموا بإلغاءها لأن الأجنحة كانت كبيرة جدًا وجعلت من المستحيل على القطارات أن تعمل على المسارات والأنفاق الموجودة.
وبحسب ما ذكرته صحيفة ”ساوث تشاينا مورنينج بوست“، يعمل الباحثون الصينيون حاليًا، على وضع أجنحة أصغر على سطح القطارات بدلًا من الجوانب.
ووفقًا للباحثين الذين نشروا دراستهم في المجلة العلمية ”Acta Aerodynamica Sinica“، فإن ”الفكرة تعد تقدمًا في مجال الديناميكا الهوائية للقطارات فائقة السرعة، ومن شأنها تقليل التكاليف والطاقة، التي تستخدم لتشغيل القطارات“.
وحذروا من خلال الدراسة، من أن السرعات العالية يمكن أن تقلل من العمر التشغيلي لعجلات القطارات، لذلك يجب تصميم وتركيب تلك الأجنحة بعناية ودقة فائقتين.
وتمتلك الصين أكبر شبكة من القطارات فائقة السرعة في العالم، حيثُ تمتد إلى 37.900 كيلومتر، ويمكن أن تعمل بسرعة تزيد على 200 كيلومتر في الساعة.
وبداية العام الحالي، كشفت الصين عن نموذج أولي لقطار ”Maglev“ المغناطيسي المعلق فائق السرعة، والذي يمكنه الوصول إلى سرعة 620 كيلومترًا في الساعة.
ويعمل القطار بتقنية الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة المرتفعة، ما يجعله يبدو كما لو أنه يطفو على طول المسارات الممغنطة.
كما يمكن للقطار حمل أكثر من 100 راكب في العربة الواحدة، ويمكن أن يحتوي على عربتين إلى 10 عربات.
المصدر: مواقع إلكترونية
