Op Innotrans 2022, de innovatieve transportbeurs die van 20 tot 23 september (2022) plaats vindt in Berlijn, presenteert Siemens zijn eerste waterstoftrein. Constructeur Alstom heeft reeds eerder een waterstoftrein ontwikkeld, de Coradia iLint die eind vorig jaar in serieproductie ging. Maar Siemens presenteert zijn Mireo Plus meteen als een waterstoftrein van de tweede generatie. Op zijn beurt pakt busconstructeur Mercedes-Benz met zijn eCitaro Range Extender, eveneens uit met een nieuwe generatie waterstofbussen. Maar wat dient te worden verstaan onder die tweede generatie ?
Bij de brandstofcelaandrijving die tot dusver wordt gebruikt, is er tussen de vrij krachtige brandstofcellen en de elektromotor een compacte batterij als tussenstuk nodig. Brandstofcellen werken tijdens de elektriciteitsproductie continu terwijl tijdens de rit van een bus of trein de benodigde hoeveelheid stroom varieert in functie van acceleren en remmen. Een beperkte bufferbatterij vangt dit probleem op. Deze batterijen vangen de teveel door de brandstofcellen geproduceerde stroom op evenals de stroom die wordt gerecupereerd bij het remmen. De batterij voedt de elektrische installaties van de trein en wanneer nodig ‘boost’ ze de tractiemotor bij het optrekken.
Bij die nieuwe generatie brandstofcelandrijving heeft men de zaken omgekeerd: de brandstofcelinstallatie staat minder op zichzelf maar is nodig om de batterij van de trein of bus te voeden. Of het verschil tussen een zeer krachtige brandstofcel met een compacte accu en een compacte brandstofcel met high-performance accu’s. Bij deze nieuwe generatie dient de door waterstof aangedreven brandstofcel dan ook om het bereik te vergroten en niet als de belangrijkste energiebron aan boord. Het vermogen wordt geleverd door de krachtige tractiebatterij en niet door de brandstofcellen. Het is de batterij die de acceleratieprocessen aandrijft.
Op die manier ontstaat er een generatie batterijtreinen en -bussen waarbij in de ene versie de batterijen via een pantograaf worden gevoed door een bovenleiding (of een stekker) en in een andere versie door de brandstofcellen. Bij de Mireo Plus vervaagt dan ook de grens tussen batterijtrein en waterstoftrein. Voor beiden wordt gebruik gemaakt van dezelfde tractiekit. Het ‘enige’ verschil is de manier waarop de batterijen worden gevoed.
Siemens maakt voor zijn Mireo Plus H (evenals voor de batterijversie Mireau Plus B) gebruik van niet nader gedefinieerde geavanceerde lithium-iontechnologie. Mercedes voor zijn eCitaro Range Extender van NMC 3 lithium-ion accu’s (nikkel-mangaan-kobalt).
Een belangrijk kenmerk van de nieuwe brandstofcel-installatie is zijn compactheid die toelaat om zowel bij bus als trein de brandstofcellen op het dak te plaatsen. Peter Eckert, teamleider voor de ontwikkeling van waterstofhybride systemen bij Siemens Mobility:
“Vanwege de dakmontage en de beperkingen qua ruimte en gewicht werd een brandstofcel met een veel hogere vermogensdichtheid (in vergelijking met een conventioneel systeem) ontwikkeld. Het concept omvat de integratie van alle hulpapparatuur, een specifiek ontwerp van de brandstofcelstack en de controller voor het brandstofcelsysteem. Het stackontwerp, plus een bedrijfsmodus die is aangepast aan de prestatiekenmerken van de trein, dienen om veroudering van brandstofcellen te minimaliseren tot het punt waarop we nu kunnen rekenen op een levensduur van de stack van ongeveer 30.000 bedrijfsuren”. Mercedes stelt voor zijn eCitaro Range Extender ‘een zeer lange’ levensduur van 40.000 bedrijfsuren voorop. Ter vergelijking bij de vorige generatie brandstofbussen van Mercedes was dat 12.000 bedrijfsuren (of een levensduur van 6 jaar).
In de tweedeurs enkelgelede bus, met twee accupakketten en zes waterstoftanks, kunnen zo’n 88 passagiers worden vervoerd. Bij een driedeurs gelede bus, met één aangedreven as, drie accupakketten en zeven waterstoftanks, komt men aan circa 128 zitjes.
Bij de Mireo Plus is dat 120 zitjes in de tweeledige versie en 160 zitjes in de drieledige versie.
Bij zowel Siemens als bij Mercedes is het de bedoeling om de actieradius van hun voertuigen te vergroten. Voor zijn enkelgelede eCitaro Range Extender rekent Mercedus met 5 of 6 tanks met in totaal 25 of 30 km waterstof, zonder bijtanken op een actieradius tot 400 km, voor zijn gelede bus met naar keuze 6 of 7 tanks met in totaal 30 of 35 kg waterstof op zo’n 350 km. Voor zijn Mireo Plus H (HEMU) rekent Siemens bij een tractievermogen van meer dan 1 megawatt en een maximumsnelheid tot 160 km/uur, op een actieradus tussen de 600 en 1000 km. Haar nieuwe batterijtrein Mireo Plus B (BEMU) kan eveneens tot 160 km per uur aan en haalt in batterijmodus een actieradius tussen de 80 en 120 km. De Mireo Plus bestaat zowel in tweeledige als in drieledige uitvoering. Daarmee in vergelijking bedraagt het vermogen van de eCitaro Range Extender ‘slechts 60 kilowatt’. Bij een bus is vanuit wetgeving de maximumsnelheid wel beperkt tot 100 km/uur.
Van de Mercedes eCitaro Range Extender staan de eerste leveringen gepland voor 2023. Voor de Siemens Mireo Plus H bestaat er tot dusver enkel een prototype waarmee binnenkort de praktijktests starten en waarmee Siemens wil uitpakken op Innotrans. De Duitse deelstaat Beieren sloot alvast met Siemens Mobility een intentieverklaring af waarbij werd overeen gekomen om de eerste ritten te starten in 2023. Daarop gaat de Bayerische Regiobahn de trein vanaf januari 2024 gedurende 30 maanden testen op diverse trajecten in het Augsburgse netwerk, waaronder de lijn tussen Augsburg en Füssen.
Laat een reactie achter