随着柴油价格的飙升,货运电气化变得越来越必要。电动汽车电池的创新使火车在未来十年更有可能变成电动火车,甚至是最重的货运机车。全球消费者都看到了燃料价格的上涨。在看不到尽头的情况下,政府、能源公司和消费者越来越多地讨论加快电动汽车和可再生能源的推出。柴油的成本越来越高,这意味着卡车、火车和船舶的经营者感到了压力。今年5月,柴油零售价达到了每加仑5577美元,比去年上涨了76%。而且燃料价格可能会继续攀升。
石油和天然气成本的上升正鼓励世界各地的政府和公司以比先前预期更快的速度开发可再生能源。在去年的COP26气候峰会之后,绿色能源已经获得了发展势头,现在全球各地的公司都在竞相开发具有竞争力的电池、氢燃料电池和其他创新技术,以在未来几年取代传统燃料。
2021年,世界上第一辆部分电动货运列车在匹兹堡亮相,这表明重型货运车辆的电气化是可能的。铁路货运公司Wabtec与卡内基梅隆大学合作开发了运行这列火车所需的零排放技术。它的500个锂电池模块堆叠在车厢中央,为列车提供动力。
目前的列车设计减少了11%的燃料消耗,大约6200加仑的柴油。而下一款预计将在两年内推出的车型,将减少大约三分之一的消费量。最终,Wabtec公司希望在设计中加入氢燃料电池,使列车完全零排放。
目前,世界上只有大约7%的货物通过货运铁路运输,许多公司选择耗油量大的卡车。在美国,政府希望投资6亿美元建立一个新的货运铁路创新研究所可能有助于改变这种偏好。加大研发力度,生产足以为巨型列车提供动力的电池,可能有助于大幅降低成本,鼓励企业选择火车运输。
在美国等国家,由于安装接触网(架空电线)的成本较高,电池电力列车的发展比替代的铁路电气化更有吸引力。2012年的一项研究表明,每英里轨道的安装成本可能高达480万美元,这对投资者来说缺乏吸引力。
今年,运输业对电池电力货运列车的潜力表现得更加雄心勃勃。联合太平洋最近宣布将投资1亿美元,从Wabtec和卡特彼勒的Progress Rail购买20辆电池电动列车和充电站,这是迄今为止最大的一笔交易。该计划是利用这些火车在位于加州和内布拉斯加州的货场附近拉车,预计每年将减少8000吨二氧化碳的排放。
随着各国政府向企业施压,要求它们降低碳排放,世界各地的汽车制造商都在大举投资,以加快电池电动汽车的生产。然而,与卡车和火车等大型货运车辆相比,电动汽车需要更小、更轻的电池。因此,完全由电池供电的货运列车在短期内不太可能推出,但随着几个国家力争在2050年前实现净零碳排放,在未来几十年内可能实现。
一些公司正在为他们的货运寻找电池的替代品,许多公司正在研究生物柴油和由可再生能源制造的合成燃料。此外,一些客运列车运营商正在考虑在设计中加入氢燃料电池,使列车使用绿色氢。然而,这可能只适用于轻型列车,因为其尺寸、重量和燃料电池的费用需要拉更重的重量。
格布哈特强调了电池领域的一些创新,他认为再生刹车可以为列车的电池提供动力,使列车行驶得更远。他解释说:“我们现在的电池功率是7兆瓦时,在不久的将来我们将达到8兆瓦时。当我们这样做时,我们将节省30%的燃料使用量。”他补充说,“因为每次你踩刹车,所有这些都在给电池充电。这些电池需要几兆瓦的电力……火车和卡车之间的最大区别是,火车后面可能有一两英里的车厢,这些车厢的重量为2万、3万、4万吨。”
由于柴油价格上涨的趋势还没有结束的迹象,未来几年,运输运营商将竞相开发可用于车辆的替代技术。但由于货物运输的体积和重量,这不是一件容易的事。尽管如此,2021年首列部分电池电力货运列车的推出,以及今年更大车队的发展,都显示了货运电气化的潜力,特别是随着氢燃料电池的不断创新,它可以增强电池动力车辆。
By Felicity Bradstock for Oilprice.com
来源:oilprice.com
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