القطارات الكهربائية في بريطانيا: هل ستكون بديلًا آمنًا للديزل؟
في ظل استعداد المملكة المتحدة لتوديع أسطولها من القطارات التي تعمل بالديزل، يتطلع المصنعون إلى حلول أكثر استدامة وصديقة للبيئة. يُعتمد حاليًا في تشغيل القطارات على أسلاك كهربائية علوية أو على مولدات ديزل داخلية، ولكن مع تصاعد التوجه نحو الطاقة النظيفة، تظهر البطاريات كبديل واعد لتشغيل السكك الحديدية البريطانية.
بدأت شركة “هيتاشي” في مصنعها بمدينة نيوتن أيكلف، شمال شرق إنجلترا، اختبارات على قطار “ثلاثي الأنماط” مجهز ببطاريات ليثيوم محل أحد مولدات الديزل. يُتيح هذا التصميم للقطار تقليل استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 50% على الخطوط غير المكهربة. استنادًا إلى هذه التجارب، تخطط “هيتاشي” لتطوير نموذج خالٍ تمامًا من مولدات الديزل، قادر على السفر حتى 90 كيلومترًا على المسارات غير المكهربة، ما ينسجم مع رؤية مستقبلية لشبكة سكك حديدية خالية من الديزل.
القطارات الكهربائية في بريطانيا
وتعكف شركة “سيمنز” في مصنعها في جول، يوركشاير الشرقية، على تطوير قطارات تعمل بالكامل بالبطاريات. الشركة تتوقع طلبات تتجاوز 600 قطار من مشغلين مثل سكوت ريل، والسكك الحديدية الغربية العظمى (GWR)، والنقل في ويلز، حيث اختبرت GWR قطارها الكهربائي مطلع العام.
رغم استخدام القطارات العاملة بالبطاريات فعليًا في اليابان وألمانيا، يحذر خبراء بريطانيون من تحديات محتملة تتعلق بسلامة الحرائق. تؤكد “هيتاشي” لهيئة الإذاعة البريطانية (BBC) أنها أجرت اختبارات مكثفة على البطاريات لضمان سلامة الركاب في الحالات الطارئة.
آلية عمل القطارات التي تعمل بالبطاريات
صُمّت القطارات الحالية التي تعمل بالديزل والكهرباء لاستخلاص الطاقة من الأسلاك العلوية على المسارات المكهربة، بينما تعتمد في المناطق غير المكهربة على مولدات الديزل. القطار الجديد من “هيتاشي” يستبدل إحدى وحدات الديزل بـ 16 بطارية، شبيهة بتلك المستخدمة في السيارات الكهربائية، وتعمل هذه البطاريات تلقائيًا خاصة في المناطق الحضرية والمحطات.
وتشير الشركة إلى أن البطاريات يمكن شحنها أثناء سير القطار على الخطوط المكهربة، أو خلال فترة توقف قصيرة تتراوح بين 10-15 دقيقة. كما تشير إلى إمكانية تزويد القطارات الحالية التي تعمل بالديزل والكهرباء بالبطاريات، لتوفير المال.
لماذا الآن؟
دخل أول قطار يعتمد كليًا على بطاريات الليثيوم الخدمة في اليابان عام 2016، ورغم ذلك لم تبدأ بريطانيا تطويرها إلا مؤخرًا. يعزو كوجي أغاتسوما، المدير التقني لشركة “هيتاشي ريل”، هذا الاهتمام إلى تطور التكنولوجيا وتغير المناخ السياسي، حيث تسعى الحكومة الحالية لجعل القطارات “أرخص وأكثر استدامة وأكثر موثوقية” في وقت أصبحت فيه البطاريات أصغر حجمًا وأكثر كفاءة.
ومع ذلك، لا تزال بعض التحديات قائمة. فقد صُمِّمَ القطار “ثلاثي الأنماط” لأن البطاريات الحالية لم تبلغ بعد القدرة الكافية لتغطية جميع مقاطع السكك غير المكهربة في المملكة المتحدة. يمكن توسيع مساحات السكك المكهربة، لكن هذا مكلف؛ إذ قدّرت شبكة “نتوورك ريل” تكلفة الكهرباء في 2020 بين مليون إلى 2.5 مليون باوند لكل كيلومتر.
وتشير “سيمنز” إلى أن تشغيل قطاراتها الكهربائية بالكامل قد يتطلب إضافة مقاطع مكهربة صغيرة ونقاط شحن سريع على طول المسار.
السلامة والمخاطر المحتملة
يشير خبراء إلى أن بطاريات الليثيوم، عند استخدامها في المركبات، تكون أقل عرضة للحرائق بمعدل 20 مرة مقارنة بمحركات الديزل أو البنزين. تستعمل قطارات “هيتاشي” خلايا من نوع “نيسان ليف”، التي سُجلت 16 حالة حريق لها على مدى 14 عامًا من الاستخدام.
يقول المستشار في السلامة من الحرائق، جون سيمبسون، إنه “عند إدارة بطاريات الليثيوم بشكل صحيح، تكون آمنة جدًا”. لكن في حالة حدوث عطل أو تلف في البطاريات، قد تواجه هذه الخلايا ظاهرة تُعرف بـ”الهروب الحراري”، حيث ترتفع درجة الحرارة بشكل غير متحكم به، ما يجعل إخماد الحريق صعبًا.
ويوضح خبير كيمياء البطاريات، إيوان ماكتورك، أن خلايا نيسان ليف تتمتع بصلابة أكبر مما يعتقد الناس، ويشير إلى أن حدوث حريق يتطلب اختراقًا كبيرًا لهيكل الخلية. في إطار الاختبارات، قامت “هيتاشي” بتعمد زعزعة استقرار البطارية من خلال ثقبها وتسخينها بشكل مفرط. ويؤكد كريس دوتيل، كبير مهندسي الكهرباء في الشركة، أن درعًا حراريًا قد وُضع حول كل خلية لمنع انتشار الحرارة إلى الخلايا الأخرى، ما يضمن عدم تعرض الركاب لأي خطر.
كما زودت الشركة القطار بوحدة تبريد على السقف لتنظيم درجة حرارة البطاريات، وبرمجيات مراقبة الخلايا وتنظيمها. في حالات الطوارئ، يوصي المستشار سيمبسون بإغراق الخلية بالماء لتبريدها، وإن كان هذا قد يصعب تطبيقه اعتمادًا على مكان الحريق.
وفي الأنفاق، قد تشكل الأبخرة والغازات السامة تحديات إضافية في عمليات الإخلاء. لكن دوتيل يوضح أن عربة مشتعلة يمكن سحبها بعيدًا عن المسار، إذ إن فعالية الحاجز حول الخلايا كفيلة بضمان استمرار القطار في التحرك باستخدام بطاريات العربات الأخرى.
بهذا، تسعى شركات السكك الحديدية في المملكة المتحدة لتبني تقنيات أكثر استدامة، لكنها تواجه تحديات تتعلق بالسلامة والكفاءة يجب التغلب عليها لتحقيق هدف شبكة خالية من الديزل.
إقرأ أيّضا
الرابط المختصر هنا ⬇
أخبار ذات صلة
5°C
