當(dāng)英國政府取消其在威爾士，中部地區(qū)和英格蘭北部的火車線路電氣化的計劃，并削減西部大西部鐵路網(wǎng)絡(luò)電氣化時，一度被吹捧為最大的國家的鐵路投資計劃為其提前結(jié)束從維多利亞時代開始就已經(jīng)看過了。但現(xiàn)在報道顯示政府和火車制造商希望可能有另一種方式將英國鐵路變?yōu)殡妱樱簹錃狻?/p>
氫能列車已經(jīng)在德國更換了更多污染嚴(yán)重的柴油發(fā)動機(jī)，一些列車公司認(rèn)為這些車輛最早可能在2022年在英國運(yùn)行。引入它們?nèi)匀恍枰罅客顿Y，并且不會沒有挑戰(zhàn)。但它們可能是減少鐵路碳足跡的重要一步。
只有大約三分之一的英國鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)通電，過去幾年沒有多少額外的軌道轉(zhuǎn)換。如果不繼續(xù)使網(wǎng)絡(luò)通電，政府就面臨著如何消除產(chǎn)生二氧化碳和其他有害污染物的柴油列車的困境。
目前的策略是購買雙峰列車，當(dāng)他們到達(dá)軌道的一部分而沒有電力時可以轉(zhuǎn)用柴油。但這正在捏造應(yīng)對氣候變化和空氣污染的問題，并且仍然使英國遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于大多數(shù)其他歐洲網(wǎng)絡(luò)。
如果認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)的其余部分通電太昂貴，一種可能的替代方案是在火車上發(fā)電。實(shí)現(xiàn)此目的的一種方法是使用將氫氣與空氣中的氧氣結(jié)合以產(chǎn)生電和水的燃料電池。氫可以比相同重量的電池攜帶更多的能量，這意味著燃料電池系統(tǒng)可以更輕。與電池充電相比，它們也需要更少的時間來加油，并且制造時不會產(chǎn)生相同的高環(huán)境成本。
需要將氫氣壓縮成通常存儲在火車車頂上的油箱。但是增加一個再生制動系統(tǒng)來為額外的小電池充電會減少為火車提供動力所需的氫氣量。
安裝架空電線的高成本意味著氫氣列車可能是一種更經(jīng)濟(jì)的方式來為具有相對低交通量的鐵路線路提供電力。試驗(yàn)氫氣列車以發(fā)現(xiàn)任何意外問題是有道理的。但是廣泛使用將需要在氫的產(chǎn)生和儲存方面進(jìn)行大量投資。由于很少有氫鐵鐵路建成，目前尚不清楚它們是否能真正為政府節(jié)省任何資金，而不是通過能夠提供規(guī)模經(jīng)濟(jì)的更大線路。
一個更好的解決方案可能是開發(fā)雙峰列車，可以在架空電線和燃料電池之間切換電力。這尤其適用于英國鐵路網(wǎng)絡(luò)，該鐵路網(wǎng)絡(luò)有許多橋梁和隧道，這些橋梁和隧道太低而無法在下方運(yùn)行架空電纜而且更換成本非常高。如果電動列車可以通過橋梁或隧道切換到氫氣動力，而不需要電纜，則可以大大降低電氣化成本。
氫燃料電池的另一個問題是燃料目前使用稱為蒸汽甲烷重整的過程由甲烷(天然氣)制造，該過程也產(chǎn)生大量高毒性的一氧化碳。這可以轉(zhuǎn)化為二氧化碳，但這意味著使用氫燃料電池仍然會導(dǎo)致溫室氣體排放。
清潔氫氣
無污染的氫生產(chǎn)方式是通過電解，通過水流過電流。從理論上講，您可以使用過剩的風(fēng)力發(fā)電(也許是太陽能)來產(chǎn)生這種電力并使氫成為可再生能源。問題是電解廠不可能是經(jīng)濟(jì)的，除非它們在當(dāng)天的高比例運(yùn)行。這意味著當(dāng)沒有多余的風(fēng)力為它們供電時，它們需要來自電網(wǎng)的定期電力，這將使該過程非常昂貴(并且不一定是可再生的)。
第二種替代方案是使用“熱化學(xué)”生產(chǎn)方法，該方法包括在熱存在下使水與硫和碘反應(yīng)。好消息是，由于第四代核電站的發(fā)展，這種方法將在未來十年內(nèi)變得經(jīng)濟(jì)。這些高溫小型模塊化反應(yīng)堆正在中國，美國，加拿大和日本開發(fā)，但不在英國或歐洲開發(fā)。
盡管目前氫作為運(yùn)輸燃料的限制，隨著越來越多的國家(特別是日本)對氫經(jīng)濟(jì)進(jìn)行進(jìn)一步研究，其成本將大幅下降，就像它們對太陽能和風(fēng)能一樣。氫氣甚至可能最終取代主管燃?xì)夤艿乐械奶烊粴猓@將有助于降低使用它進(jìn)行運(yùn)輸?shù)某杀尽?/p>
在嘗試引入新型運(yùn)輸燃料時經(jīng)常遇到的困難是車主不會在沒有基礎(chǔ)設(shè)施支持的情況下使用它，但基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)者不會安裝它，除非有車主的要求。由政府資助的氫氣列車實(shí)驗(yàn)可以幫助克服這一問題，并使可再生氫氣經(jīng)濟(jì)更接近現(xiàn)實(shí)。
