Powstrzymanie globalnego ocieplenia przez zmniejszenie emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych jest wyzwaniem wyznaczającym kierunek badań i innowacji we wszystkich gałęziach przemysłu, włącznie z transportem kolejowym. Kolej jest wyjątkowo ciekawym przykładem ze względu na złożoność zagadnień związanych z emisją zanieczyszczeń
i rozbieżności pomiędzy oczekiwaniami a stanem faktycznym.
Transport kolejowy ma bardzo duży potencjał rozwoju bezemisyjnych środków transportu. Trakcja elektryczna jest znana od dawna, powszechnie stosowana i rzeczywiście bezemisyjna (o ile dostarczana energia elektryczna pochodzi z „zielonych”, odnawialnych źródeł). Przeniesienie środka ciężkości z transportu drogowego na szynowy powinno być celem ze względów ekologicznych.
Jeśli przyjrzymy się bliżej strukturze transportu kolejowego, to zauważymy, że wyłączenie emisji spalin w tej branży nie będzie ani łatwe, ani szybkie, przede wszystkim za sprawą znacznego udziału trakcji spalinowej. W Polsce przyzwyczailiśmy się do względnie wysokiego współczynnika elektryfikacji linii kolejowych (w 2021 roku trakcja elektryczna była dostępna na 62,7% długości linii w Polsce). W wielu krajach współczynnik ten jest wyraźnie niższy niż 50%1:
- Irlandia (2,6%),
- Estonia (19,3%),
- Dania (32,3%),
- Grecja (31,3%),
- Litwa (8%),
- Turcja (37,7%),
- Rumunia (37,5%).
Wprowadzenie modelu szwajcarskiego, czyli elektryfikacji ponad 99% linii kolejowych, przekracza możliwości każdego z tych państw. Także dla większości państw bogatych byłby to wysiłek trudny do zaakceptowania. Z tego powodu potrzeba znalezienia rozwiązania niewymagającego rozbudowy infrastruktury i wymiany taboru jest tak pilna.
Eksperci prowadzą poszukiwania skupione na trzech obszarach:
- wykorzystanie akumulatorów energii elektrycznej o wielkiej pojemności (łatwiejsze niż w przypadku samochodów osobowych i ciężarowych, ponieważ możliwe jest znaczne obciążenie pojazdów szynowych masą baterii),
- zastosowanie ogniw paliwowych zasilanych wodorem (podobnie, jak w przypadku akumulatorów ograniczenia narzucane przez dopuszczalną masę i rozmiary zbiorników wodoru nie są krytyczne),
- modernizacja lokomotyw spalinowych przez dostosowanie ich do spalania alternatywnych paliw syntetycznych.
Poszukiwanie paliw alternatywnych ma tę zaletę, że większość zmian dotyczy technologii produkcji paliwa. Istnieje nadzieja, że istniejące silniki wysokoprężne będą pracowały z nowymi paliwami bez gruntownej przebudowy; wystarczą modyfikacje, które można wprowadzić na miejscu, bez odstawiania lokomotyw do producentów.
Podobną motywację mają producenci silników lotniczych, między innymi Boeing, Rolls-Royce oraz linie lotnicze i rządowi użytkownicy samolotów, np. Royal Airforce. Wizja zastąpienia silników odrzutowych i turbośmigłowych elektrycznymi odpowiednikami jest bardzo kusząca, ale odległa. – w odróżnieniu od modyfikacji paliwa.
Andrzej Domka