近年来,随着环保意识的不断提升和铁路技术的发展,铁路运输逐渐朝向更加绿色环保的方向转型。传统柴油列车因其排放污染和运行成本较高,正逐步被更为节能和环保的替代方案所取代。大西部铁路公司(GWR)近年来开展的电池列车试验,正是体现了这一转变趋势的重要举措。该项目不仅为小型支线带来了广阔的替代方案,也助力铁路行业在环保和经济效益间取得平衡。 GWR的电池列车试验,背后是对传统线路电气化难题的创新破解。铁路电气化通常涉及昂贵的基础设施建设,如架空电线、钢制支柱以及复杂的工程实施,尤其是对于短距离、利用率较低的支线而言,电气化投资回报率低,限制了现代电动列车的推广。
GWR通过改造旧有地铁列车,搭载大容量可充电电池,并利用轨道内置的快速充电装置,实现列车在站点停靠期间快速充电,从而延长续航里程,摆脱了对全面线路电气化的依赖。 这种快速充电技术的核心创新在于轨道上的充电装置仅在列车完全停靠时激活,其内置的电池组能在短暂的停站时间内获得高效的能量补给。该技术不仅确保列车能安全高效运行,还极大地缩短了充电时间,使得该电池列车在运营上具备了与传统电气化线路列车相媲美的灵活性和稳定性。这对大量小型支线来说,无疑是个极具吸引力的方案。 成本方面,GWR的试验数据显示,电池列车的运营成本与传统电动列车相当,但大幅低于柴油机车的运营费用。柴油列车每英里的运行成本约为2.6英镑,而传统架空电线电动列车每英里的费用降至约0.57英镑。
电池列车的运营费用则位于二者之间,并且无需投入高额的电气化初期建设费用。据预计,每100公里设立一座快速充电站的成本约为130万英镑,大幅减少了整个铁路改造的资金压力,尤其对于英国众多长度较短的支线来说,显得尤为经济实用。 此外,从环保角度来看,电池列车的推广可有效减少铁路运输中的碳排放。随着全球对碳中和目标的重视,替代柴油动力、减少温室气体排放成为铁路发展的重点。电池列车采用电能驱动,不仅运行过程中无尾气排放,且其电力能够逐步由可再生能源供应,未来碳足迹将进一步缩小。同时,运行中的电池列车噪音水平也远低于柴油列车,这不仅提升乘客的乘车体验,同时减轻了铁路沿线社区的噪音困扰,提升生活质量。
GWR试验项目中的列车还采用了再生制动技术,将列车减速过程中的机械能回收转化为电能储存在电池中,提高了能效和续航能力。列车的“酒店”能耗——即照明、空调等乘客设施所需电能——因电池和节能设备的改进而得以大幅降低,为未来的能源管理和成本控制奠定基础。值得一提的是,电池列车由于自身储能能力,即使外部动力供应出现故障,仍能维持数小时的车内空调和卫生设施使用,大大提升了旅客安全和舒适性。 然而,电池列车的量产和全面推广仍面临一系列挑战。首先,小型支线列车数量较少,而新型电池列车的制造通常需要一定规模的订单以降低成本。GWR目前的策略包括既考虑将现有电气化列车改装电池系统,也同步开发新型整体设计的电池列车以满足不同线路需求。
其次,快速充电系统需要克服天气、环境影响带来的技术难题,如测试中发现的车站充电装置被树叶覆盖引发的故障,工程师通过改进设备设计得以解决。这体现出长时间、多环境下的试验对于技术成熟度的重要性。 从乘客体验角度来看,电池列车的设计除了保持传统列车的舒适度与便利设施如座椅、厕所、空调外,还在低地板设计和无障碍乘降方面具备革新潜力。传统列车因动力设备布置在地板下方,往往使车厢地面高于站台,造成登车时存在台阶。电池拆分安装可能被安置于车顶,为车厢提供更低的地板高度,实现真正的无缝无障碍上下车,无疑将提升行动不便乘客或携带行李者的出行便利性,这在老旧支线和偏远地区具有重要意义。 GWR的电池列车试验也引发了业界对混合动力列车的进一步思考。
部分建议指出,对于连接主线与支线或线路之间存在断续电气化的情况,混合动力列车可灵活切换电池和电网供电模式,既保证了远程运行的效率,也具备电池列车的环保优势。诸如“Flirt”车型等,已在其他地区实现类似的混合电力方案,未来该模式也可能为英国部分线网提供定制化解决方案。 此外,快速充电站的电源供应方式也成为关注点之一。通过引入轨旁静态蓄能电池组,充电站可实现平稳持续供电,降低对公共电网的冲击,提升系统整体稳定性及可再生能源接入能力。该技术同样具备在停电时保障站点基础设施运行的潜力,使铁路运营更具弹性和韧性。 总体而言,GWR电池列车试验打开了英国铁路转型的新篇章。
试验项目不仅在技术层面取得突破,也为铁路系统的可持续发展提供了切实可行的路径。对于拥有众多短程支线和旧式柴油列车的英国铁路网络,电池列车不仅能降低运营成本,还能缩短时间成本,减少环境污染,提升乘客体验,促进社会整体环保目标的实现。 未来,随着电池技术的持续进步和成本的进一步下降,电池列车在英国乃至全球范围内的推广将愈加深入。期待更多核心技术的突破和实际运营案例的出现,让这一绿色出行方案惠及更多地区,改善铁路交通结构,助力构建低碳、高效、智能的现代铁路运输体系。GWR此次试验无疑为铁路行业带来了宝贵经验和启示,启动车辆技术和基础设施革新的新一轮浪潮,从而推动更多小型铁路支线实现转型升级,获得更持续的生命力和发展空间。