研究显示大型电池可以为火车提供动力经济效益接近于收支平衡

2021-11-13 06:06:53 来源：cnBeta.COM

随着电动汽车的快速发展，我们将有可能达到消除一种交通方式的碳排放。但是，清理其余的主要模式，即飞机、火车和轮船似乎要面临相当大的挑战。现在，加州研究人员研究了铁路货运电气化的可能性，研究发现技术已基本准备就绪，而且在适当的情况下，经济效益也即将实现。

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目前，美国的大多数货物是由柴油机车运输的。在典型的一年中，这些机车产生约3500万吨二氧化碳，其余的污染物估计会导致1000人过早死亡和65亿美元的健康损失。

研究人员已经考虑了一些减少火车排放的方案。其中一个方案是通过在铁轨上铺设电线来实现整个系统的电气化，但这将涉及大量的前期费用和持续的维护费用。另一个选择是用氢气为燃料电池供电。这种解决方案有可能相对便宜，但它需要开发大量的氢气生产能力，最好是利用可再生电力进行水分离。这种能力可能在很多年后才能成为现实。

最后一个选择是使用电池，它可以与现有系统整合。大多数柴油机车使用柴油为发电机供电，然后为电机供电。改变线路有可能使机车接受外部电源，如电池。科学家们几年前曾研究过这种可能性，但由于技术和经济原因而无法进行下去。从那时起，电池技术有了很大发展，而且在过去十年中，它们的价格已经下降了87%，所以研究人员决定值得再看一看。

在美国，典型的货运汽车在运行时平均每天行驶241公里。因此，研究人员创造了一个足够大的电池，来驱动大型货运列车（四台机车，100节车厢，以及大约7000吨的有效载荷）。他们发现，磷酸亚铁锂电池将只占典型箱型车体积的40%，并将低于现有桥梁7吨重量限制。

由于直接电力的效率，该列车耗能只有驱动车载发电机的内燃机所消耗能量的一半。虽然一次充电就能完成超过平均水平的旅行，但货运列车通常每天会停靠几次，以更换乘务员和加油，这就提供了通过快速充电提高续航能力的机会。而且，如果可能有更长的休息时间，电池车本身也可以被换掉。

虽然该系统不需要新的机车，但它所需要的电池和充电基础设施将带来一些巨大的前期成本。研究人员将所有这些成本加起来，然后计算出需要的电价，以使整个系统在价格上与柴油机竞争。

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