環保且鐵路無需電氣化,英國看好氫燃料列車發展

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 01 日 13:00 | 分類 交通運輸 , 能源科技 follow us in feedly

環保趨勢已逐漸蔓延到大眾運數工具,不管是運用鋰離子電池還是氫燃料動力技術,各國無不希望自家交通系統可朝零碳邁進,其中英國交通部盼 2040 年前可汰換所有柴油列車,更規劃 2021 年初讓 100 多輛氫燃料列車上路。




目前氫燃料電池技術已應用在汽車與公車中,為備受看好的化石燃料替代品,英國也看中該技術儲存容量大、只會排放水等優點,早在 2018 年 3 月英國鐵路安全及標準委員會(RSSB)就與法商阿爾斯通(Alstom)攜手合作,盼在 2020 年前測試氫燃料列車,而此次又加碼計劃將 100 多輛柴油列車改裝成氫燃料電池驅動,預計在 2021 年初上路。

若將柴油列車改裝成氫燃料電池驅動,英國將可避免高架電線與鐵路電氣化成本。該國鐵路電氣化速度相當慢,進度僅三分之一,這是因為英國鐵路常穿越山區、跨越河流,路上的隧道與橋梁相當多,這不僅增加鐵路電氣化的成本,工作人員檢查與維修電線的難度也非常高。

英國也不是第一個採用氫燃料電池列車的國家,全球首輛商業化氫燃料列車已在德國行駛,該國也有約 40% 鐵路未實現電氣化,若是將 4,000 輛柴油列車全部汰換成氫燃料電池列車,除了能減少 45% 排碳量,也可以免除鐵路電氣化成本。

而除了改裝或購買氫燃料列車之外,英國雷丁大學榮譽教授 Brian Scott-Quinn 在媒體 The Conversation 撰文指出,英國也可以採用「折衷」的方式,可在鐵路電氣化又不用花大錢的情況下將列車碳排放量降至最低:採買雙動力列車(bimodal trains)並加以改良。

其中雙動力列車顧名思義是種電油通吃的列車,同時結合電力和內燃列車的特點,當列車行駛到無電氣化路段時可直接切換至柴油驅動,這讓英國可以不用在隧道與橋梁上裝設供電系統。若是想再進一步降低雙動力列車碳排放量,則可將內燃機組換成氫燃料電池系統,降低列車碳排放。

只不過 Scott-Quinn 也指出,氫燃料列車尚未抵達大規模商業化,還不確定新列車是否可為英國政府省下大筆金錢,但可預料開發新設備、列車的成本高昂。

以目前的技術來說,氫燃料電池也不算「100%」綠色能源,現在製氫方式仍以化石燃料為主,雖然天然氣製氫效率高達 80%,但終究不是一項綠能技術,再加上天然氣製氫過程需要消耗大量能量、轉換過程也會造成能量流失。

因此許多科學家正為了「綠化」氫燃料系統,正努力研發電解水製氫或是光電解水製氫技術,未來若成功研發綠色製氫技術,氫燃料將可成比鋰離子電池還要乾淨的電池儲能系統。

若是未來英國鐵路電氣化進度提高,也可以參考其他國家的鐵路綠色計畫。像是美國加州火車便購買再生能源電力來驅動列車;奧地利聯邦鐵路(ÖBB)則看好成本效益比逐年提高的太陽能,特地為鐵路建立太陽能廠,並採用新型逆變器直接將光電直輸鐵路上方的線路。

(首圖來源:阿爾斯通

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