“綠色火車(chē)”開(kāi)往明天日期：2011-09-04 作者：張曉鳴 來(lái)源：文匯報 |
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本報記者 張曉鳴 今年6月6日早上，一列坐滿(mǎn)學(xué)生和上班族的列車(chē)緩緩駛離比利時(shí)最大港口城市安特衛普中央車(chē)站。列車(chē)以65公里的時(shí)速平穩穿過(guò)市中心，看上去與平時(shí)的火車(chē)沒(méi)有任何區別。然而，圍坐在調度中心大屏幕監視器前的工程師們，心情卻無(wú)法平靜：如果這列火車(chē)順利抵達目的地，那么在場(chǎng)的所有人都將是一段歷史的見(jiàn)證者——這列外表看上去再普通不過(guò)的火車(chē)，其運行所需的部分動(dòng)力，并非來(lái)自煤炭、石油或者核電站，而是由16000塊設置在一段隧道頂板的太陽(yáng)能電池提供。 世界上首列太陽(yáng)能“綠色火車(chē)”線(xiàn)路的成功運行，提醒人們思考這樣一個(gè)問(wèn)題：鐵路現代化，除了“350公里/小時(shí)”、“380公里/小時(shí)”這些令人心跳加速的數字，使用更多的清潔能源、以及更少的列車(chē)污染排放，是否也應該成為一個(gè)考量的指標？ 利用太陽(yáng)能為交通工具動(dòng)力，是未來(lái)交通運輸的一個(gè)重要發(fā)展方向。雖然目前大部分火車(chē)已經(jīng)采用電力作為驅動(dòng)能源，但其中絕大多數車(chē)輛使用的電力來(lái)自非綠色能源，比如來(lái)自火力發(fā)電站的電力。但比利時(shí)在今年6月開(kāi)通的這條部分使用太陽(yáng)能的火車(chē)，為太陽(yáng)能及其他清潔能源在大型鐵路運輸系統內的使用，創(chuàng )造一個(gè)成功的先例——比利時(shí)工程師們在一段長(cháng)達3.5公里的火車(chē)軌道上方修建了一段“太陽(yáng)能隧道”，每隔幾公里，列車(chē)的動(dòng)力系統就會(huì )接入沿線(xiàn)的這套太陽(yáng)能能源裝置補充能量。 乘坐太陽(yáng)能火車(chē)旅行 比利時(shí)的這列“太陽(yáng)能火車(chē)”，不像人們常見(jiàn)的太陽(yáng)能汽車(chē)那樣，背部鋪滿(mǎn)了太陽(yáng)能光合板，而是以建在鐵路軌道上的“太陽(yáng)能光合隧道”為電站，為列車(chē)的運行、鐵路的照明和沿線(xiàn)車(chē)站的取暖提供所需的全部能源。比利時(shí)稱(chēng)這是目前“全球的唯一”。實(shí)地供電不僅減少能耗，還降低運輸成本。 這條位于安特衛普附近的3.5公里長(cháng)的隧道，初始目的僅是為了減輕列車(chē)對周邊環(huán)境的影響。因為鐵路沿線(xiàn)是一片古老的森林，為了保護這片森林免遭砍伐，因此興建了這一隧道；同時(shí)隧道也可以遮蔽樹(shù)木的墜落，保障列車(chē)運行安全。隧道完工后，隧道所屬的地區政府出于對能源可持續發(fā)展的考慮，提出改建一條“太陽(yáng)能鐵路”的設想。在當地一家太陽(yáng)能系統公司的支持下，成就了這條環(huán)保新能源與可持續發(fā)展相結合的示范工程。 根據海外媒體的報道，這條太陽(yáng)能鐵路隧道工程總造價(jià)約為1600萬(wàn)歐元。其隧道頂部有16000塊太陽(yáng)能電池，總面積將近50000平方米，相當于8個(gè)籃球場(chǎng)，每年可產(chǎn)生330萬(wàn)度電，足以滿(mǎn)足這段線(xiàn)路上運行列車(chē)的電力需求。根據測算，如果滿(mǎn)負荷運行，這段“太陽(yáng)能隧道”一年可減少2400噸的二氧化碳排放量，當然，它還能減少噪音對軌道周邊地區的影響。 “我們生產(chǎn)的電能不輸入國家電網(wǎng)，而是直接為火車(chē)供電。”負責建設的太陽(yáng)能系統公司相關(guān)人士解釋說(shuō)。他表示，省略國家電網(wǎng)這一中間環(huán)節，可以節省30%的輸電成本。同時(shí)，對于列車(chē)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，這是減少碳足跡的完美方式，因為所用空間并不具備其它的經(jīng)濟價(jià)值，且該項目能在一年內就交付使用。“通過(guò)利用就地產(chǎn)生的電力，我們消除了能量損耗和運輸費用。” 研究人員表示，安特衛普附近的這段“太陽(yáng)能光合隧道”只是一種嘗試，目前尚未有大范圍普及的計劃。歐盟能源與運輸部門(mén)的官員表示，多個(gè)專(zhuān)家小組正在和有關(guān)企業(yè)合作，嘗試利用火車(chē)站或者停車(chē)庫的頂部以及臨近火車(chē)站的大量空地來(lái)安裝太陽(yáng)能電池板，但這些太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的能源，暫時(shí)還只能供應車(chē)站自身的照明、采暖等能源系統的使用。 太陽(yáng)能火車(chē)乘坐起來(lái)感覺(jué)如何？在一列穿過(guò)太陽(yáng)能隧道的列車(chē)上，乘客對該項目表示贊成，其中一位乘客說(shuō)：“我們知道它是可行的，而且不用付很多電費。我認為這是一個(gè)很好的開(kāi)始。” 太陽(yáng)和風(fēng)能都用起來(lái) 由于這只是一段試驗性的太陽(yáng)能隧道，它的供電能力還比較有限，尚未能徹底取代原有的動(dòng)力系統，主要為來(lái)往列車(chē)和附近車(chē)站的照明、空調系統供電。 盡管今年夏季比利時(shí)的降雨天數較多，但項目設計方稱(chēng)，壞天氣也是在預料之中的，他們預計當地每年平均光照時(shí)間為900小時(shí)。這家公司希望此項目能給他們打開(kāi)在美國以及世界其他地區發(fā)展的大門(mén)，并堅信未來(lái)火車(chē)的駐車(chē)場(chǎng)就是一個(gè)安裝如上充電點(diǎn)的理想場(chǎng)所。 其實(shí)，以太陽(yáng)能為行駛中的火車(chē)補充能量并不是新鮮事。2005年10月，意大利鐵路公司展示了歐洲第一輛使用太陽(yáng)能的火車(chē)。這種火車(chē)在車(chē)廂頂層安裝了太陽(yáng)能板，當然，這些太陽(yáng)能板吸收的能量并不足以驅動(dòng)火車(chē)，它只為車(chē)上的空調、照明和安全系統提供能源。與此同時(shí)，目前日本的部分火車(chē)也使用了這類(lèi)太陽(yáng)能板。在英國的威爾士地區，部分偏遠的鐵路線(xiàn)也有使用太陽(yáng)能的火車(chē)在運行。 研究人員表示，現代的火車(chē)動(dòng)力基本有兩種，一是內燃機車(chē)，另一種是電力機車(chē)。內燃機車(chē)動(dòng)力系統的核心是一臺大功率柴油機，列車(chē)靠它來(lái)帶動(dòng)同步主發(fā)電機發(fā)電，然后利用這些電來(lái)驅動(dòng)牽引電動(dòng)機，火車(chē)在每個(gè)軸上有一部牽引電機，以此驅動(dòng)火車(chē)行駛。電力機車(chē)構造相對簡(jiǎn)單，動(dòng)力系統的核心是一臺變壓器，靠機車(chē)的受電弓把接觸網(wǎng)的電引入機車(chē)內，通過(guò)變壓器變壓再提供給牽引電機。 從理論上講，以太陽(yáng)能驅動(dòng)一列龐大的火車(chē)完全可行，但受限于當下太陽(yáng)能發(fā)電、傳輸、儲存等技術(shù)的限制，目前已投入使用的太陽(yáng)能，其能量密度依然很低——要讓太陽(yáng)能為軌道上運行的列車(chē)提供巨大的動(dòng)力，需要將沿途軌道全程改成太陽(yáng)能隧道。要保障夜晚的火車(chē)也能用上太陽(yáng)能電力，則需要軌道沿線(xiàn)安裝數以萬(wàn)計的太陽(yáng)能儲能電池，這項工程以目前的成本來(lái)計算，即使是全球最富裕的歐盟國家也難以承受。 盡管為火車(chē)供電的“太陽(yáng)能隧道”十分昂貴，但是一些研究人員認為應逐步推廣這個(gè)項目，因為太陽(yáng)能隧道一旦建成，就可以持續地用上幾十年甚至上百年，后期只需要較低的維護成本，而帶來(lái)的能源卻相當可觀(guān)。另外，太陽(yáng)能隧道減少了二氧化碳的排放量，為保護環(huán)境所作的貢獻，無(wú)法用金錢(qián)衡量。 德國率先打造“綠色鐵路” 事實(shí)上，不只比利時(shí)方面有類(lèi)似使用風(fēng)能、水電和太陽(yáng)能等可再生能源運營(yíng)鐵路的想法。 就歐盟而言，交通碳排目前已占到該地區碳排總量的1/4，是僅次于能源行業(yè)的氣候殺手。據歐盟預測，如果不采取措施，到2050年歐盟的交通運輸業(yè)年均碳排量將在2010年的基礎上增加25%，達到20億噸，其中公路運輸碳排將增加45%、航空運輸50%、船運至少增加65%。為此，所有國家都必須要有所行動(dòng)了。 就在最近，德國聯(lián)邦鐵路公司也已經(jīng)下定決心，迎難而上，提出了“綠色鐵路”的發(fā)展計劃。聯(lián)邦鐵路公司表示，將提高火車(chē)運營(yíng)過(guò)程中所使用的風(fēng)能、水電和太陽(yáng)能的比例，預計在2014年從現在的20%提高到28%，2050年實(shí)現零碳排放。 在3月日本福島核電站事故發(fā)生前，德國人就普遍認為需要大力發(fā)展綠色能源，福島核事故則加快了德國發(fā)展可再生能源的步伐。福島核事故發(fā)生后，德國政府對核能政策的態(tài)度發(fā)生180度大轉彎，關(guān)閉8座核電站，2022年之前關(guān)閉其他9座核電站。此舉讓德國聯(lián)邦鐵路公司以及工業(yè)界不得不投以關(guān)注的目光。這家國有鐵路公司一直在很大程度上依賴(lài)核能發(fā)電?，F在，公眾和業(yè)界越發(fā)青睞于具有可持續性的可再生能源，很多公司也開(kāi)始擁抱綠色能源。 據悉，聯(lián)邦鐵路公司每年輸送的旅客數量達到19億人次，貨物達到4.15億噸。鐵路運輸耗電量占德國全國用電總量的2%。一輛高速I(mǎi)CE列車(chē)（城際特快列車(chē)）從法蘭克福開(kāi)往柏林的耗電量為4800千瓦時(shí)，足以滿(mǎn)足一個(gè)四口之家全年的用電需求。 為了幫助完成這個(gè)綠色發(fā)展目標，聯(lián)邦鐵路公司在勃蘭登堡運營(yíng)了兩座風(fēng)力發(fā)電站，7月又與萊茵集團簽署一項價(jià)值13億歐元的合約，每年從14座水電站購買(mǎi)9億千瓦時(shí)電量。這一電量足以滿(mǎn)足25萬(wàn)個(gè)家庭的用電需求。與萊茵集團簽署的水電購買(mǎi)協(xié)議為期15年，將滿(mǎn)足聯(lián)邦鐵路公司大約8%的用電需求。 德國計劃提高火車(chē)運營(yíng)所用可再生能源比例的做法獲得環(huán)保組織的歡迎。讓環(huán)保組織拍手叫好的是，為了提高可再生能源比重，聯(lián)邦鐵路公司與風(fēng)電和水電供應商合作，同時(shí)還嘗試在其5700個(gè)火車(chē)站屋頂安裝太陽(yáng)能電池板，利用太陽(yáng)能發(fā)電。柏林中央車(chē)站玻璃屋頂的光伏電池每年可產(chǎn)生16萬(wàn)千瓦時(shí)電量，可滿(mǎn)足車(chē)站大約2%的用電需求。 但是，一些人士對可再生能源的可靠性仍有擔憂(yōu)。天有不測風(fēng)云，如果沒(méi)有風(fēng)或者陽(yáng)光，24小時(shí)運行的鐵路公司又將如何應對？一些運輸業(yè)分析師便持一種懷疑態(tài)度。另外，為此增加的成本也不容忽視。法蘭克福市場(chǎng)研究公司分析師斯特凡-科克表示：“聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)‘漂綠’的意味。很明顯，采用綠色能源的成本更高。如果消費者愿意買(mǎi)單，此舉才有意義。” 對此，聯(lián)邦鐵路公司首席執行官漢斯-尤爾根-維特切克表示，由于在大幅提高存儲能力之前，人們仍對可再生能源的可靠性產(chǎn)生疑慮，他會(huì )密切關(guān)注風(fēng)電場(chǎng)以了解更多信息。他說(shuō)：“這是一個(gè)學(xué)習過(guò)程。我們面臨著(zhù)與所有人同樣的問(wèn)題：如果沒(méi)有風(fēng)，我們將怎么辦？根據我們掌握的情況，在渦輪機關(guān)閉時(shí)，太多的風(fēng)要比數量不足更令人頭疼。” 但是，無(wú)論如何，作為德國最大的用電企業(yè)，聯(lián)邦鐵路公司朝著(zhù)擁抱可再生能源邁出重要一步。在歐洲，這家公司也是最大的用電企業(yè)之一，其象征意義不容忽視。 利用環(huán)保的可再生能源取代傳統能源為交通工具提供動(dòng)力，一直是各國科學(xué)家研究的目標。5月13日，全球首架使用太陽(yáng)能驅動(dòng)的飛機從瑞士起飛，飛越盧森堡和法國，最終抵達比利時(shí)首都布魯塞爾。 利用風(fēng)能也是一種大膽嘗試。美國一家公司的兩位研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種能夠從高速行駛的列車(chē)獲取型風(fēng)能的裝置，該裝置名叫T-Box，是一個(gè)電力發(fā)電機，根據設計要求安裝在現有鐵路軌道之間的空間里。在1公里的軌道上，大約需要150個(gè)這樣的T-Box。研究顯示，一列火車(chē)在以200公里的時(shí)速行駛時(shí)，可產(chǎn)生每秒15米的風(fēng)速。而T-Box能夠捕獲并利用這一風(fēng)速產(chǎn)生3500千瓦的電能。一列長(cháng)度為200米的火車(chē)如果以每小時(shí)300公里的速度行駛，那么在18秒內跑上1公里，T-Box就能夠產(chǎn)生大約2.6千瓦小時(shí)的電力，給不通電或沒(méi)有鐵路子系統偏遠地區提供電能。 |
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