罗伯特·赖特在伦敦

 2021 年 12 月 6 日

从伦敦圣潘克拉斯站出发前往北安普敦郡科比的 70 英里火车的声音已经发生了变化。

2009 年后，当该路线重新开通常规服务时，乘客们听到火车地板下柴油发动机发出尖锐的加速声。然而，自 5 月以来，他们听到了更安静的电动机发出的稳步上升的呜呜声。

这种变化是生产线转型过程中的几个有形迹象之一。现在，架空电线为开往科比的火车提供 25,000 伏特的电力；以前，电线在更南 26 英里的贝德福德停了下来，这意味着需要柴油火车才能走完整个距离。

新型电动列车的加速速度也比柴油动力列车更快，根据过去的经验，预计它们的行程时间会有所改善，从而将更多的交通转移到铁路上，远离公路。

Bedford 到 Corby 电气化是一项耗资数十亿英镑的努力的一部分，该计划旨在通过将更多火车从污染柴油转向清洁电力来提高英国铁路系统的整体效率和碳足迹。

英国铁路基础设施所有者 Network Rail 表示，电动火车每英里产生的碳比柴油驱动的火车少 20% 到 35%。

该计划正在整个英国扩展：2019 年，繁忙的爱丁堡至苏格兰格拉斯哥航线上的服务改用电力，伦敦和加的夫之间的航线去年实现了电力化。

许多其他国家也在进行类似的努力。德国已经有很高比例的国家电网电气化，继续为轻度使用的线路电气化。近年来，印度每年都在为其数千公里的路线通电。

英国铁路网络的首席战略规划师史蒂文哈特说，目标是尽可能减少铁路系统的排放。在截至 2018-19 的六个财政年度中，大约 747 公里的英国路线实现了电气化，但英国的铁路网络中仍然只有 38% 由电力驱动。

根据哈特的说法：“[还有]关于摆脱所有柴油火车的长期计划。你也有通常被称为“火花效应”的东西。人们发现电动火车更有吸引力，所以他们放弃汽车转向火车。”

一系列新技术的出现为该计划提供了帮助。其中包括开发能够由柴油发动机和架空电线驱动的新型列车。当架空线路可用时，这种技术应确保火车以柴油动力运行的频率大大降低。

目前，日本日立公司正在向大西部铁路公司提供超过500 节车厢的具有这种能力的列车，该铁路公司运营从伦敦到加的夫、布里斯托尔和英格兰西部的服务，以及运营从伦敦到东北约克郡的服务的 LNER英格兰和苏格兰。

代表火车运营商的 Rail Delivery Group 铁路规划负责人马克·盖诺 (Mark Gaynor) 表示，五年前在英国几乎不存在的“双模式”火车现在占客运总量的 7%。“我们肯定会看到更多采用这种技术的装置，”他说。

他预计对此类技术的兴趣会增长。成本压力和不可预见的并发症意味着许多地方的电气化运行速度比预期的要慢。但双模技术至少提供了一个临时解决方案：它避免了对隧道和其他交通不便区域进行电气化的需要，同时仍将电气化的好处带到更广泛的路线上。

Gaynor 还期望对配备电池以及柴油发动机和屋顶安装的受电弓用于连接架空电流的“三模式”列车产生更大的兴趣。铁路租赁公司 Porterbrook 目前正在将旧的纯电动客运列车改造为三模客运列车和快递包裹单元。

“您可以在可用的地方使用电源，在不可用的地方使用电池电源，然后您就拥有柴油，可以随时随地使用，”Gaynor 解释道。

同时，更高效的纯电动技术也在不断完善。电动火车的电机传统上依赖于直流电，但近几十年来的技术进步已经允许用交流电 (AC) 供电的设备替代它们。

与旧版本相比，新电机重量更轻，能耗低 10% 至 30%。此外，他们还允许在第三轨电气化线路上引入“再生制动”——包括英国一些最繁忙的通勤路线。使用再生制动的列车在减速时在其电机中发电，并将其反馈到网络中供另一列列车在加速时使用。

“转向交流电机显然提高了效率，”Gaynor 说。

然而，对于最偏远的路线，串起电线可能永远没有意义。电气化的经济性要差得多，因为工作的高资本成本分散在少数服务中。这些问题在美国等国家更为严重，在这些国家，庞大的铁路网络几乎没有电气化，而且大部分交通是繁忙的能源密集型货运。

尽管如此，哈特坚持认为，正在开发技术以确保任何地区都可以通过不产生碳排放的火车服务。Porterbrook 正在试验一种名为 Hydroflex 的列车，该列车使用无碳氢燃料电池为其电动机提供动力。法国的阿尔斯通已经向许多欧洲国家出售了类似的氢动力客运列车——它称之为iLint。美国卡特彼勒集团推出了一种氢动力重型货运机车，并已在加拿大的加拿大太平洋公司投入运营。

哈特说，令人眼花缭乱的进步是可能的，因为在绿色机动车辆上投资了数十亿美元——科比电气化等项目希望通过这种交通方式来窃取交通。

“我们在汽车行业取得了很多进步，我们正在将其直接转化为铁路环境，”哈特说。“我们几乎可以顺应汽车行业正在进行的研发工作。”