ಭಾರತದ ಮೊದಲ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲು ಹೇಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ? ಹಸಿರು ಎಂಜಿನ್ ಹಿಂದಿನ ವಿಜ್ಞಾನವೇನು?

2030 ಒಳಗೆ ನೆಟ್ ಝೀರೋ ಇಂಗಾಲದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಸಾಧಿಸುವ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ ಚಾಲಿತ ರೈಲಿಗೆ ಹಸಿರು ನಿಶಾನೆ ತೋರಲಾಗಿದೆ.

ಭಾರತದಲ್ಲೇ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಮೊದಲ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ ಚಾಲಿತ ರೈಲಿಗೆ ಹಸಿರು ನಿಶಾನೆ ತೋರುವ ಮೂಲಕ ಭಾರತವು ಸ್ವಚ್ಛ ರೈಲು ಸಾರಿಗೆಯ ಹೊಸ ಯುಗಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ರೈಲ್ವೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡ ಕೆಲವೇ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಭಾರತವೂ ಒಂದಾಗಿದೆ.

ಉತ್ತರ ರೈಲ್ವೆಯ 89 ಕಿಮೀ ಜಿಂದ್-ಸೋನಿಪತ್ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲಿರುವ ಹತ್ತು ಬೋಗಿಗಳ ರೈಲು ವಿಶ್ವದ ಅಡಿದೊಡ್ಡ ರೈಲು ಜಾಲಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಚಾಲಿತ ಸಾಗಾಟದ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಅಧಿಕಾರಿಗಳು ಇದನ್ನು ವಿಶ್ವದ ಅತಿ ಉದ್ದದ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲು ಎಂದು ಕರೆದಿದ್ದಾರೆ. ಇದೀಗ ಭಾರತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಚಾಲಿತ ರೈಲು ಸಾರಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿರುವ ಜರ್ಮನಿ, ಜಪಾನ್, ಚೀನಾ ಮತ್ತು ಅಮೆರಿಕದಂತಹ ದೇಶಗಳ ಜೊತೆಗೂಡಿದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲಿಗೆ ಎಷ್ಟು ವೆಚ್ಚವಾಗಿದೆ?

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲು ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಮೊತ್ತ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 2020-21ರಲ್ಲಿ ಯೋಜಿಸಲಾಗಿತ್ತು, ಮತ್ತು 136 ಕೋಟಿ ರೂ.ಗಳನ್ನು ಮಂಜೂರು ಮಾಡಲಾಗಿತ್ತು. 2022ರಲ್ಲಿ ಹೈದರಾಬಾದ್ ಮೂಲದ ಮೇಧಾ ಸರ್ವೋ ಡ್ರೈವ್ಸ್ಗೆ ಜಿಂಗ್-ಸೋನಿಪತ್ ವಿಭಾಗದ ಡೀಸೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಮಲ್ಟಿಪಲ್ ಯುನಿಟ್ ಅನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ ಚಾಲಿತ ರೈಲಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಒಪ್ಪಂದ ನೀಡಲಾಯಿತು. ನಂತರ ಕಂಪನಿಯು ಕೆನಡಾದ ಬಲ್ಲಾರ್ಡ್ ಪವರ್ ಸಿಸ್ಟಂ ಜೊತೆಗೆ ಪಾಲುದಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಯೋಜನೆ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಿದೆ. ಬಲ್ಲಾರ್ಡ್ ಕಂಪನಿಯು ಫ್ಯೂಯೆಲ್-ಸೆಲ್ ಸಿಸ್ಟಂ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಿದರೆ ಗ್ರೀನ್ ಎಚ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲಿಸಿಸ್ 1 ಮೆಗಾವ್ಯಾಟ್ ಹಸಿರು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಇಂಧನ ತುಂಬುವ ಸೌಲಭ್ಯವನ್ನು ಜಿಂದ್ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಿದೆ.

ಭಾರತೀಯ ರೈಲ್ವೆ ಪ್ರಕಾರ ‘ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಫಾರ್ ಹೆರಿಟೇಜ್’ ಯೋಜನೆಯಡಿ ಪ್ರತಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಚಾಲಿತ ರೈಲಿಗೆ ಸುಮಾರು 80 ಕೋಟಿ ರೂ. ವೆಚ್ಚವಾಗಲಿದೆ. ಜೊತೆಗೆ ರೈಲುಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಪ್ರತಿ ಮಾರ್ಗಕ್ಕೂ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ಇಂಧನ ತುಂಬುವ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಸುಮಾರು 70 ಕೋಟಿ ರೂ. ವೆಚ್ಚವಾಗಲಿದೆ. ಹೆರಿಟೇಜ್ ಯೋಜನೆಯಡಿ 35 ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಚಾಲಿತ ರೈಲುಗಳನ್ನು ನಿಯೋಜಿಸಲು ರೈಲ್ವೆ ಯೋಜಿಸಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಡೀಸೆಲ್ ಮಲ್ಟಿಪಲ್ ಯುನಿಟ್ಗೆ ಸುಮಾರು 20-40 ಕೋಟಿ ವೆಚ್ಚವಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲು ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ?

ಡೀಸೆಲ್ ಎಂಜಿನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ ಚಾಲಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅದು ಚಲಿಸುವಾಗ ಸ್ವತಃ ವಿದ್ಯುತ್ ತಯಾರಿಸಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿ 1,200 ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್ ಪ್ರೊಟೋನ್ ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ (PEMFC) ಇದ್ದು, ಅದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್ ನಡುವಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆವಿ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಮಾತ್ರ ಉಪ-ಉತ್ಪನ್ನಗಳಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಇಂದು ಲಭ್ಯವಿರುವ ರೈಲು ಪ್ರೊಪಲ್ಷನ್ನ ಅತ್ಯಂತ ಶುದ್ಧ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.

ರೈಲು ತನ್ನ ಎರಡು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಡ್ರೈವಿಂಗ್ ಪವರ್ ಕಾರ್ಗಳ ಒಳಗೆ ಅಳವಡಿಸಲಾದ ಹೈ ಪ್ರೆಶರ್ನ ಸಿಲಿಂಡರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಪ್ರೆಸ್ಡ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಅನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತದೆ. ಈ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರೊಟಾನ್ ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ಗೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸರಬರಾಜು ಇರುವವರೆಗೆ ಮರುಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದ ಬ್ಯಾಟರಿಯಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ ಒಳಗೆ ಪ್ಲಾಟಿನಂನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪ್ರೊಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರೊಟಾನ್ಗಳು ವಿಶೇಷ ಪಾಲಿಮರ್ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಮೂಲಕ ಹಾದು ಹೋಗುತ್ತವೆ, ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಎಕ್ಸ್ಟರ್ನಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಯಾಣಿಸುವ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಬೀಳುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಚಲನೆಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಸೃಷ್ಟಿಸಿ ರೈಲಿನ ಟ್ರಾಕ್ಷನ್ ಮೋಟಾರ್ಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿಯಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ಗೆ ಬರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರೊಟಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯುತ್ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಏಕೈಕ ಉಪ ಉತ್ಪನ್ನಗಳೆಂದರೆ ನೀರಿನ ಆವಿ ಮತ್ತು ಶಾಖ.

ಬಳಕೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ದಹನವಿಲ್ಲ, ಹೊಗೆ ಇಲ್ಲ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯಿಲ್ಲ. ಫ್ಯೂಯೆಲ್ ಸೆಲ್ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಲೀಥಿಯಂ ಐರನ್ ಫಾಸ್ಪೇಟ್ (LFP) ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ವೇಗವರ್ಧನೆಗೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿ ಸಿಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರಿಜನರೇಟಿವ್ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಪಡೆದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿಡುತ್ತದೆ. ಈ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ದಕ್ಷತೆ ಸುಧಾರಿಸಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಳಕೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ರೈಲಿಗೆ ಬೆಂಬಲಿಸಲು ಹರಿಯಾಣದ ಜಿಂದ್ನಲ್ಲಿ ಭಾರತದ ಅತಿದೊಡ್ಡ ರೈಲ್ವೇ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ಇಂಧನ ತುಂಬುವ ಸೌಲಭ್ಯವಿದೆ. ಸ್ಥಳೀಯ ಸೌಲಭ್ಯವು ಸುಮಾರು 3,000 ಕೆಜಿಗಳಷ್ಟು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಪೆಟ್ರೋಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಸ್ಫೋಟಕ ಸುರಕ್ಷತಾ ಸಂಸ್ಥೆಯಿಂದ (PESO) ಅನುಮೋದನೆ ಪಡೆದಿದೆ.

ಭಾರತದ ಮೊದಲ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲು

ಹತ್ತು ಬೋಗಿಗಳ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ರೈಲು ಎರಡು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಡ್ರೈವಿಂಗ್ ಪವರ್ ಕಾರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಂಟು ಟ್ರೇಲರ್ ಬೋಗಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. 2,600 ಪ್ರಯಾಣಿಕರನ್ನು ಸಾಗಿಸಬಲ್ಲ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ. ಇದರ ವಿನ್ಯಾಸ ವೇಗ ಗಂಟೆಗೆ 110 ಕಿಮೀ ಆಗಿದ್ದರೂ, ಗರಿಷ್ಠ ಗಂಟೆಗೆ 75 ಕಿಮೀ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಲಿದೆ. ಈ ರೈಲು ಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಜಿಂದ್ ಜಂಕ್ಷನ್, ಗೋಹಾನಾ ಜಂಕ್ಷನ್ ಮತ್ತು ಸೋನಿಪತ್ ಅನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುವುದು. ಅನೇಕ ಮಧ್ಯಂತರ ನಿಲುಗಡೆಗಳೂ ಇವೆ.