滚动库存是轨道通行证,可减少和去除铁路部门的二氧化碳输出。

思维

上次通话 - 我们需要在铁路中进行的全系统脱碳对话

如果脱碳是零目的地净的机票,然后滚动库存是减少和清除铁路部门二氧化碳输出的铁路通行证。

运输系统全球是最大的发射器之一,超过CO的25%2排放[1]最终能源的近30%。铁路运输的功能仅占这一总数的较小比例,澳大利亚近80%的铁路网络被电气化。

但是,虽然电气化避免了CO的“直接”一代2和其他温室气体,在澳大利亚大多数情况下,补充电动网络的能力产生来自化石燃料的燃烧。因此,“间接”公司2后果仍然很高。

鉴于铁路部门在负载/排放比率方面的表现,许多政府和私人组织正在努力努力实现减少碳排放的目标。

脱碳的重要因素铁路部门到达目的地净零将是更节能的滚动库存,这在本思维纸中被认为是车辆本身,以及替代(清洁)能源的替代电源。

购买协议已被广泛使用和考虑,但不应该是政府脱碳铁路的唯一长期策略。

目前,澳大利亚尚无立法来强制采用新的牵引力技术将柴油火车发动机转换为混合动力(或替代能源),并且资本投资的规模很大 - 无论是对公共网络还是公共网络。

另一方面,重点是在2050年将澳大利亚移至净零排放量的基础上技术投资路线图国家氢策略。

这篇思维论文强调了能源有效的未来滚动库存提供的脱碳可能性,需要做出的决定以及可能遇到的旅行危害。

辅助服务的改进

滚动股票牵引系统利用了网络功率最大的比例,但是AC牵引电机技术在很大程度上是完善的,并认为是最佳的。但是,有关滚动库存的辅助系统有助于高能源使用,因此为供应商提供了优化系统和控制技术设计的机会。

在机上辅助系统中,最大的能源消费者是加热通风和空调(HVAC)系统,然后是主空气压缩机和牵引冷却系统,然后进行照明。

可以使用不同的方法来实现滚动库存的脱碳。过渡到HVAC系统的新的,更有效的制冷剂,以及为这些系统介绍智能控制,以及更好的车辆隔热,将保持乘客的性能,可靠性和舒适性,但对环境的响应更快。

欧洲的制造商处于使用更节能的设备和智能系统的最前沿,这些设备和智能系统可以调节供暖,通风和冷却以及照明,从而可以更有效地管理板载内部舒适度并降低滚动库存的能源消耗。

一个重大的挑战是,将新系统改造成老化的滚动库存时,新的和旧技术(或资产)的互操作性。此外,由于常规的替代需求,燃料电池或电池更换在资产的一生中(可能长达40年)的成本高昂。

用新技术滚动

由于未来的重点是使行业和经济的脱碳以及新技术的快速兴起,铁路部门有机会重新构想其净零碳排放战略。

澳大利亚的滚动股票将需要发展以满足期望。

十年前,欧洲和美国已经指定了使用更可持续和燃油效率的火车发动机的使用。澳大利亚处于幸运的立场,鉴于大多数政府运营都可以控制从摇篮到坟墓的旅客铁路车队(指出有些是公共合作伙伴关系,而另一些是特许经营的)。

由于网络与某些国际国家的特许经营程度不同,因此有一个更好的机会来始终如一,协调和支持实施脱碳的滚动库存技术和基础设施(图1)。

图1:从系统范围的角度引入脱碳滚动库存的因素

铁路脱碳 - 奥申

铁路脱碳 - 奥申

最近,引入能源回收系统的国际网络(例如机上超级电容器或电池)正在降低总能源消耗。

柴油发动机技术的开发主要基于美国和欧洲,因为这些地区的政策正在指导其为其市场开发技术的方式。

未来这些地区发出的技术可能是较小市场(例如澳大利亚)的唯一选择。这种不可避免的关于更可持续滚动库存的政策的变化,以及根据政策制造车辆的制造,意味着澳大利亚的不确定性。

目前,澳大利亚的铁路部门没有任何立法或框架来指导新的滚动库存技术的可持续引入并提供脱碳的途径。随着柴油发动机变得过时,海外供应商过渡到制造更可持续的滚动库存,澳大利亚别无选择,只能沿着脱碳途径移动。

这是完整电气化技术后的下一阶段滚动库存促进的阶段,该技术已经成熟并且被积极应用铁路项目,带有船上超级电容器和电池,可捕获再生制动。

在美国和欧洲,正在进行氢气驾驶列车的试验。2018年在德国开始实施氢气驾驶员列车,并在运行中有氢燃料电池驱动的铁路轨道维护机。美国政府目前正在审查铁路领域采用的氢燃料电池设计标准。

系统的迁移将分阶段实施,但任何国家的投资都可能很大。

公共部门的驾驶员可能与私有铁路网络有很大不同。私人实体在规划基础设施和滚动股票投资时考虑全部生活成本,并查看支持其个人公司的选项气候变化和脱碳目标。

数据系统的能源管理

智能数字数据系统现在提供的潜力使得可以调整使用活力满足滚动库存的实际需求,并同时减少碳排放。

例如,改进的驾驶模式(无论是否得到计算机),都意味着可以将制动和加速度最小化,从而节省牵引力。计算机辅助将减少制动需求。

智能网格的使用可以更好地控制乘客列车在循环中的电源需求,或者在路线细分市场上减少它们。旅客列车的另一个​​方面是应用数字分析优化调度。

资产所有者可以做出更明智的火车时间表决策,以消除浪费的停止启动频率,从而减少能源消耗并将排放量减少到最低限度。

这在主要城市是有道理的。但是,在较长距离的区域环境中,覆盖范围更少,减少停止启动频率的选择变得更加具有挑战性。

未来的替代能源

燃油效率和柴油价格上涨,网络电气化转换,气候保护和降噪的成本将需要铁路部门的未来创新,重点是替代燃料来源。

除了电动网络之外,氢燃料电池和电池推进越来越多地被视为柴油运行的可行替代品,也是减少碳排放的方法。

全球大多数主要的滚动股票供应商都在研究如何商业化主线氢在许多情况下,在学术机构和政府资助的研究计划的支持下。

任何国家面临的挑战是需要投资和计划,以开发网络基础设施以加油(或重新定位)在车站或停靠点之间进行加油,以及该行动可能如何影响火车旅行时间。

乘客铁路的另一个挑战是,它需要大量能量才能从车站到车站,需要更长的时间来为电池充电。问题是,这是否会使火车旅行更长,并且客户是否愿意接受。

氢,有什么颜色?

作为使用化石燃料的强大替代品,用于铁路运输的氢是研究和试验的主题。例如,在长距离货运流动应用中,氢是唯一能够在短期到中期与柴油发动机竞争的零尾管排放技术,因为电池电动解决方案受到旅行之间的权衡而受到限制距离和重量承载能力。

氢具有通用性,应对关键能源挑战的可能性,并成为低碳能量选择 - 取决于其“颜色”。绿色氢来自可再生能源,蓝色来自天然气和煤炭,但碳被捕获和储存,而灰色直接来自天然气和煤炭。它将部分受到该领域的氢值的较低值,以及发电竞争的零排放选项的可用性。

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需要进一步的研究来减少引入氢或替代燃料来源或燃料技术的技术和实施不确定性。

此外,试验和研究需要考虑铁路与运输方式围绕其他基础设施的联系,例如,货运铁路和旅客铁路如何编织到区域社区,城市和出口码头的结构中。

图2:在铁轨中重新构想的能源很可能会在增量改进和重新思考未来之间动摇

重新构想运输中的能源 - 奥申

在铁路中重新想象能量

在澳大利亚,这可能是从专用离散走廊开始的情况,然后从那里开始建造,或者在客车火车前引入氢燃料电池轨道维护机。

脱碳牵引能

在滚动股票投资领域,有一些新兴的全球研究和几项试验,用于使用新材料来减轻火车的重量。

一个例子是目前在欧洲正在审判的碳纤维结构,代表减轻重量超过10%[2]与传统火车相比。这些火车将在阻力系数方面具有相应的改进,从而减少牵引力。

牵引力最多代表总能量的85%[3]被移动的火车(和经验回报)消耗。

与新火车的资本投资相比,减少火车重量的新材料是优化现有车队的令人信服的机会,以减少所用的能源,从而减少整体碳排放。

然而,重要的是要注意,火车建设中的新材料(碳纤维或其他材料)只能降低机械摩擦,因为它们的整体收益远低于本文中讨论的其他选择。

回应客户电话

铁路部门应该认识到的一个普遍趋势是客户对客户的期望日益增长。

客户需求不仅仅是涉及可持续制造的产品,还涉及这些产品的运输方式,从而迫使公司重新定位整个供应链。

这将涉及人们如何在城市之间和城市内部以及私营部门的城市内部和内部搬迁的革命。

澳大利亚旅客铁路的挑战是,与欧洲和美国不同,在当地,每日通勤者都没有相同的日常通勤者来提高对资本投资的成本收益分析。业务案例模型在这里看起来会有所不同。

也有一些新模式的激励措施,例如电动汽车,以及用于乘车共享,涵盖汽车,自行车,公共汽车和对等模型的新平台。铁路需要更快地响应吗?

铁轨,下一条轨道

尽管铁路通常被认为是一种节能的运输形式(因为大多数网络是电气的),但该行业仍有巨大的潜力减少能源消耗和碳排放。滚动库存的脱碳是该行业需要进行的对话。

脱碳化挑战的规模要求雄心勃勃的广度和规模改变,而铁路部门有责任迅速,果断地采取行动,以发展为净零排放。

其贡献的重要性以及其部署速度将取决于几个经济因素:它动员足够的投资,价格竞争力和可持续性的能力与道路行业货运;并与汽车,公共汽车和个人交通运输选择相比。

机会是提出范围范围内的合作和政策,以锚定铁路的作用脱碳。通过电气化,减少牵引力和辅助能源使用以及新技术,脱碳的滚动库存(以及相关的基础设施)将代表减少澳大利亚运输碳排放的步骤。


关于作者

Renene Windsor在电力和铁路行业拥有20多年的经验,为战略开发,研发,销售和招标,项目工程,执行和管理带来了广泛的知识。

格雷厄姆·本特利(Graham Bentley)在许多国家 /地区都参与了各种各样的主要滚动股票项目,并具有滚动库存规格和采购咨询,优化的维护制度以及资产寿命延长的战略指南的经验。

迈克尔·迪格格(Michael Diggle)是一位经验丰富的电气工程师,具有在设计咨询行业工作的历史。他熟练使用高压设计(变电站,最高132kV的输电线路)和轨道(牵引力变电站,高压空中和电缆馈线,接地,低压)。

艾德里安·何是一名滚动股票工程师,负责在澳大利亚滚动股票项目的设计和可行性方面的项目,并具有消除温室气体和车队管理的经验。


参考

[[1]数据来源:气候委员会(2019)报告瞄准量很高,快点:为什么排放需要在这十年中暴跌

[[2]数据来源:MDPI(2020)报告减少牵引力消耗的策略评估

[[3]数据来源:CER&UIC(2015)报告铁路运输和环境:事实与数字

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