全電動火車在短期內(nèi)不太可能實現(xiàn)，主要是因為需要對適合其獨特要求的電池系統(tǒng)進(jìn)行更多測試。但即便如此，在解決碳污染的問題上，該行業(yè)的效率還是出人意料的高。

就像一列一英里長的笨重火車一樣，貨運鐵路行業(yè)的變革并不迅速，必須謹(jǐn)慎地分階段進(jìn)行。

但跟隨著汽車和卡車制造商的步伐，機車制造商和鐵路公司也開始轉(zhuǎn)向足以為小鎮(zhèn)供電的電池，以控制碳和柴油排放，同時保持燃料效率優(yōu)勢。

聯(lián)合太平洋公司最近表示，將斥資逾1億美元，從Wabtec和卡特彼勒（Caterpillar）的子公司Progress Rail處購買20輛由電池驅(qū)動的機車和充電系統(tǒng)，這是迄今為止世界上規(guī)模最大的此類采購。從2023年開始，這家位于奧馬哈的鐵路公司將使用這種火車在加州和內(nèi)布拉斯的貨場拉車——而不是跨國運行。據(jù)估計，這種巨型機器每年可以為其減少8,000噸的碳排放。此外，增加電池也是一種提高效率的方法：火車每加侖柴油運輸每噸貨物可超過480英里。根據(jù)美國鐵路協(xié)會（Association of American railways）的數(shù)據(jù)，這比卡車的平均水平高出四倍。

聯(lián)合太平洋公司負(fù)責(zé)可持續(xù)發(fā)展和戰(zhàn)略的執(zhí)行副總裁Beth Whited在接受《福布斯》采訪時表示:“從燃油消耗的角度來看，我們處于有利地位，從（柴油）顆粒物的角度來看，我們也處于有利地位，但卡車可能會更早裝上電池，它們會開始悄悄追趕我們?！边@家美國收入排名第二的鐵路公司還計劃到2030年將溫室氣體排放量減少26%，并認(rèn)為電動火車有助于實現(xiàn)這一目標(biāo)。“對我們來說，重要的是真正推動減排，而且要盡快。”

現(xiàn)在，各國企業(yè)正在投資數(shù)十億美元，以提高電動汽車和商用車的產(chǎn)量，一些投入最大的公司包括通用汽車、福特、現(xiàn)代、豐田、大眾、戴姆勒、康明斯和沃爾沃等。考慮到火車機車的質(zhì)量和動力要求，貨運鐵路是一項更為復(fù)雜的工作。全電動火車在短期內(nèi)不太可能實現(xiàn)，主要是因為需要對適合其獨特要求的電池系統(tǒng)進(jìn)行更多測試。但即便如此，在解決碳污染的問題上，該行業(yè)的效率還是出人意料的高：根據(jù)美國環(huán)保署的數(shù)據(jù)，2019年，美國約40%的貨運由鐵路完成，但與運輸相關(guān)的溫室氣體排放中，鐵路只占不到2%，而卡車占24%。

Whited說，聯(lián)合太平洋公司從Wabtec訂購了一批2.5兆瓦時電池的機車，但不確定它們使用的鋰離子電池是否足夠耐用到可以將它們部署在主要的長途線路上。在這些線路上，多個柴油動力機車被連接在一起，可拉動150多節(jié)火車車廂?，F(xiàn)在，這家鐵路公司正在尋求使用更多的生物柴油和可再生能源燃料，以減少列車上的顆粒物污染。盡管康明斯和其他公司也在為輕型客運列車開發(fā)氫動力系統(tǒng)，但安裝新的大規(guī)模存能設(shè)施的成本高企，而從低碳來源獲得的氫的供應(yīng)量也極少，這意味著氫動力系統(tǒng)目前還不是一個有效的選擇。

“對于我們這個行業(yè)的用途來說，這種技術(shù)有點落后——而且對我們來說，它有更多的缺點，”Whited說。這是因為與使用柴油相比，使用氫燃料需要鐵路公司投資更復(fù)雜的儲存和燃油系統(tǒng)。“就美國目前的氫供應(yīng)而言，我認(rèn)為它還沒有準(zhǔn)備好支持當(dāng)下正在討論的、可以在一段時間內(nèi)建成的項目數(shù)量。我們當(dāng)然在關(guān)注氫燃料方面的情況。我們只是認(rèn)為現(xiàn)在還為時過早?！?/p>

其他一些鐵路公司則想要看看Wabtec公司的電池列車（該列車使用合作伙伴通用汽車公司提供的鋰離子電池組）除了在鐵路場站拉車以外是否還能做更多的事情。這家總部位于匹茲堡的制造商正在為加拿大國家鐵路公司（Canadian National）和澳大利亞礦業(yè)公司力拓（Rio Tinto）、必和必拓（BHP）和羅伊·希爾（Roy Hill）準(zhǔn)備更強大的機車。據(jù)Wabtec的首席技術(shù)官Eric Gebhardt透露，這些機車將裝載高達(dá)8兆瓦時的電池組。這種“公用事業(yè)規(guī)?！钡碾姵貙τ诎肟ㄜ噥碚f太重了——因為美國聯(lián)邦法規(guī)禁止重量超過8萬磅的車輛在美國高速公路上行駛——但對于42.5萬磅的機車來說是沒問題的。它們將與柴油機車搭配工作，以節(jié)省燃料和減少排放。去年，Wabtec與BNSF在加州中央谷的一個試點項目中就做到了這一點，使用了2.4兆瓦的電池組，減少了11%的燃料使用量。

配備高功率電池的列車可以節(jié)省燃料，并利用再生制動系統(tǒng)——就像是豐田普銳斯或特斯拉Model 3的超大版本——在運行中充電，獲取重型列車減速時產(chǎn)生的大量動能。

“我們現(xiàn)在的電池容量是7兆瓦時，但在不久的將來，我們將會達(dá)到8兆瓦時。屆時，我們可以節(jié)省30%的燃料使用量，”Gebhardt說，“因為每次你踩剎車的時候，所有的電池都在充電。這些電池可以提供數(shù)兆瓦的電力……火車和卡車一個最大的區(qū)別就是，火車頭后面可能跟著長達(dá)一兩英里的車廂，而這列火車有2萬、3萬或4萬噸重。”

自去年在加州進(jìn)行首次測試以來，Wabtec很快就接到了18臺電池動力機車的訂單。Gebhardt不愿透露具體的定價，但根據(jù)聯(lián)合太平洋公司的訂單推算，一款2.5兆瓦的機車每輛的價格可能在400萬美元左右?！鞍拇罄麃喌牡V業(yè)公司正在購買這些設(shè)備用于自己的鐵路軌道，然后我們與加拿大國家鐵路公司還有一項合作，所以它正在升溫。我們在2021年初運行了原始設(shè)備，并在2021年中期取得了結(jié)果。現(xiàn)在訂單就開始進(jìn)來了，我們對此感到非常興奮?！?/p>

總部位于洛杉磯的Parallel Systems公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Matt Soule表示，該公司由三名前SpaceX工程師領(lǐng)導(dǎo)，正在進(jìn)一步發(fā)展高科技鐵路理念，并計劃開發(fā)相對較小的、電池驅(qū)動的短途貨運列車，同時也可以實現(xiàn)自動駕駛。他表示：“我們正在創(chuàng)造一種具有與卡車競爭的單位經(jīng)濟效益的車輛，而且不需要很大的規(guī)模?！?/p>

圖源：Parallel Systems

Parallel的計劃是在其設(shè)計的平臺上運行10到50節(jié)車廂的列車，這些列車由分布式電池組提供動力，作為在貨運鐵路線上運行的150節(jié)或更多車廂的典型列車的補充。該公司還打算利用積極列車控制技術(shù)(Positive Train Control，簡稱PTC)來實現(xiàn)車輛自動化。PTC由Wabtec公司和Progress Rail公司共同研發(fā)，目前已在美國所有貨運和客運鐵路線上使用。它可以讓鐵路監(jiān)控設(shè)施的操作員知道列車的準(zhǔn)確位置，以避免潛在的碰撞和事故。加上計算機視覺和傳感器，Parallel相信它的列車可以實現(xiàn)自動駕駛。

自動駕駛的汽車和卡車必須為城市街道和高速公路上一系列意想不到的情況做好準(zhǔn)備，但是在鐵路路線上，“你不會在鐵路網(wǎng)絡(luò)上隨機遇到其他列車；你對所有東西的位置都有一個中心認(rèn)識，”Soule說。PTC有助于確保每次只有一列火車在特定路段內(nèi)運行?！霸撔袠I(yè)已經(jīng)在PTC上投入了大量資金，我們絕對認(rèn)為這是可以利用的東西。”

今年1月，Parallel獲得了5,000萬美元的融資，并在2月獲得了美國能源部440萬美元的撥款，用于與聯(lián)邦研究人員一起測試其電動貨運列車平臺。

Gebhardt說，盡管Wabtec仍在準(zhǔn)備制造并交付其首批18輛電池驅(qū)動列車，但它對人們對電力機車所表現(xiàn)出的興趣感到非常樂觀。

他說：“我們現(xiàn)在還沒有對這些數(shù)字作出估計，但我們認(rèn)為，在未來幾年里，這些數(shù)字會出現(xiàn)一個很好的上升趨勢。”

關(guān)鍵詞： 鐵路公司 可以實現(xiàn) 電池容量