Экологический дизайн на железнодорожном транспорте

Примеры и перспективы в этой статье относятся в первую очередь к Соединенным Штатам и не отражают общемировой взгляд на предмет . Вы можете улучшить эту статью , обсудить проблему на странице обсуждения или, при необходимости, создать новую статью . ( Июнь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Экологический дизайн - новая тема в железнодорожных технологиях. За последние двадцать пять лет топливная эффективность тепловозов увеличилась на 85% ^[1], что позволяет этим поездам идти дальше и перевозить больше грузов при меньшем расходе топлива. Новые экологически чистые электрические и гибридные поезда сокращают общие выбросы углерода. Кроме того, производители поездов начали использовать водородную технологию для приведения в движение, при этом выбросы углерода связаны только с производством самого водорода.

Повышение эффективности при снижении выбросов [ править ]

Дизельные поезда [ править ]

Дизель Поезд

Дизельные поезда заменили паровой двигатель в конце 1920-х годов как более чистый и эффективный способ передвижения людей и товаров. С 1980 года количество грузов, перевозимых дизельными поездами, почти удвоилось, но расход топлива поездами практически не изменился. ^{[1] По} оценкам, около 170 000 000 кубических метров (45 × 10 ⁹^ Галлонов США) топлива было сэкономлено за счет повышения эффективности дизельных поездов. Министерство энергетики США сообщило, что энергоемкость коммерческих авиакомпаний составляла 2352 килоджоулей на километр (3587 БТЕ / милю), автомобили - 2327 килоджоулей на километр (3549 БТЕ / милю), а энергоемкость пригородных поездов составляла всего 1804 килоджоулей на километр (2751 БТЕ / милю). mi), что указывает на то, что железнодорожный транспорт является наиболее энергоэффективным из трех. Union Pacific Rail Road внедрила фильтр твердых частиц в свои дизельные двигатели. Карбид кремния блокирует улавливание частиц выхлопных газов на выходе из двигателя, что значительно снижает выбросы. ^[2]

Электропоезда [ править ]

Электропоезда всегда не имели прямых выбросов углерода, потому что в них использовались только внутренние электродвигатели. Однако средства производства электроэнергии, используемые для приведения в действие этих двигателей, в основном заключались в сжигании ископаемого топлива или угля, оба из которых производят большое количество выбросов углерода. С появлением «чистой энергии» электропоезда фактически работают с очень низким воздействием на окружающую среду. Например, предложение о строительстве высокоскоростной железнодорожной линии между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом в Калифорнии имеет потенциал для нулевых выбросов парниковых газов, при этом 3350 ГВт-ч ежегодно генерируются разветвленной инфраструктурой возобновляемых источников энергии Калифорнии. ^[3]

Гибридные поезда [ править ]

Дизель-гибридный тепловоз RailPower GG20B Green Goat .

С 1986 года инженеры занимаются разработкой дизель-электродизельных «гибридных» поездов . Один тип гибридного поезда использует аккумуляторную батарею, когда поезд работает на холостом ходу и при движении с низкой скоростью, а дизельный двигатель - на более высоких скоростях. Для подзарядки аккумуляторов используется мощность дизельного двигателя, заряд с использованием рекуперативного торможения или их комбинация. По данным Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике , гибридные поезда сокращают выбросы углерода дизельными поездами на 19%. ^[4] Другой тип гибридного поезда, например, RailPower Technologies Green Goat., использует большую батарею и небольшой набор генераторов («генераторная установка») для питания. Генератор работает с постоянной скоростью и присоединен к генератору для пополнения заряда батареи.

Гидраил [ править ]

Водородные двигатели - это новая технология, которая в настоящее время внедряется в локомотивы. Поезда с водородным двигателем, получившие название « Hydrail », выбрасывают только воду в качестве побочного продукта сгорания и не имеют прямого выброса парниковых газов. Однако процесс, используемый для получения водорода в форме, пригодной для силовых агрегатов, действительно производит небольшое количество парниковых газов. При использовании энергии ветра и электролиза, 6,85 грамма парниковых газов в МДж из LHV производится, который является незначительным количеством по сравнению с 22 фунтов выбросов парниковых газов от одного галлона бензина. ^[5] Поезда - главные цели для водородных двигателей из-за их способности хранить огромные резервуары с водородом. ^[6]

Сравнение выбросов [ править ]

Железнодорожный транспорт выделяет около 0,2 фунта парниковых газов на пассажиро-милю (55 г / км), когда каждый вагон заполнен 50 пассажирами. Эта цифра увеличивается примерно до 0,5 фунта на пассажирскую милю (140 г / км), когда заполняется только половина этого количества. Эти цифры по-прежнему намного ниже, чем у реактивных транспортных средств, около 1 фунта на пассажиро-милю (280 г / км) и у водителя-одиночки, около 1,15 фунта на пассажиро-милю (325 г / км). Даже экономичный Prius выбрасывает больше парниковых газов на пассажиро-милю. ^[7]

Оценки показали, что если бы только 10% грузовых автомобилей на дальние расстояния, которые в настоящее время перемещаются на грузовиках, перемещались бы дизельными поездами, в результате сокращение выбросов углерода было бы эквивалентно снятию с дороги 2 миллионов автомобилей. ^[8] Результаты становятся более драматичными, когда фигуры дизельных поездов заменяются фигурами гибридных поездов и электропоездов.

В большинстве оценок не учитываются ресурсы, необходимые для производства поездов, необходимой инфраструктуры (например, железнодорожных путей и вокзалов), их обслуживания, а при сравнении с автомобилями - транспорта между вокзалом и местом назначения пассажиров. Если предположить, что поезда растут на деревьях и забыли обо всей необходимой инфраструктуре, то поезда действительно экологически чистые. Если правильно проанализировать не отдельную поездку, а весь жизненный цикл поезда и инфраструктуры, необходимой для этого, то это совсем другая история. ^[9] Одна тележка может весить от 10 до 40 тонн, и большая ее часть - сталь - для производства одной тележки требуется много угля, поскольку сталелитейная промышленность в значительной степени зависит от угля. ^[10]К сожалению, общая тенденция состоит в том, что многие новые вагоны даже тяжелее старых, в основном из-за требований безопасности и комфорта (кондиционирование воздуха, более удобные туалеты, компьютерные сети, дополнительные слои для снижения шума и повышения комфорта вождения и т. Д.). Железнодорожная отрасль также менее гибкая в управлении связями в соответствии с потребностями пассажиров - это означает, что многие пустые поезда путешествуют по всему миру (во многих случаях местные органы власти в значительной степени субсидируют, чтобы избиратели в некоторых сельских районах были довольны). ^{[11] [ циркулярная ссылка ]}Часто делается предположение, что все электропоезда питаются от экологически чистой энергии, хотя в большинстве стран поезда работают в основном на угольной энергии, т.е. 4,4 кг углекислого газа на пассажира в поезде Париж - Бордо против 61,8 кг (в 14 раз больше) в Гданьске. в Катовице поезд. ^[12]

См. Также [ править ]

• Список локомотивов с низким уровнем выбросов
• Экологические проблемы с энергией

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• «Сравнение транспортных выбросов» . Sightline Institute. Архивировано из оригинала 18 июля 2011 года . Проверено 27 июня 2009 года .
• «Схема двигателя Green Goat» . RailPower Technologies Corp. Архивировано из оригинального 29 сентября 2011 года . Проверено 27 июня 2009 года .
• "Hydrail Home: Международная конференция Hydrail" . Hydrail . Проверено 27 июня 2009 года .