Demiryolu taşımacılığında çevre tasarımı - Environmental design in rail transportation

Çevresel tasarım , demiryolu teknolojisinde gelişmekte olan bir konudur . 1980'lerden 2009'a kadar ABD'de dizel lokomotiflerde yakıt verimliliği %85 oranında arttı ve bu trenlerin daha uzaklara gitmesine ve daha az yakıt kullanarak daha fazla yük taşımasına olanak sağladı. Yeni düşük etkili elektrikli ve hibrit trenler , genel karbon emisyonlarını azaltır. Ayrıca, tren üreticileri, yalnızca hidrojenin üretiminden kaynaklanan karbon emisyonlarıyla birlikte, tahrik için hidrojen teknolojisini kullanmaya başladılar .

Emisyonları düşürürken verimliliği artırmak

Dizel trenler

Dizel Tren

Dizel trenler , 1920'lerin sonlarında insanları ve eşyaları taşımanın daha temiz ve daha verimli bir yolu olarak buhar motorunun yerini aldı. 1980'den bu yana, Dizel Trenlerin taşıdığı yük miktarı neredeyse iki katına çıktı, ancak trenlerin yakıt tüketimi neredeyse aynı kaldı. Tahminler, 170.000.000 yaklaşık metreküp (45 göstermiştir x 10 9  yakıt ABD galonu) Dizel trenlerin etkinliği artırarak kaydedildi. ABD Enerji Bakanlığı, ticari havayolu enerji yoğunluğunun kilometre başına 2.352 kilojul (3.587 BTU/mi), otomobillerin kilometre başına 2.327 kilojul (3.549 BTU/mi), banliyö demiryolu enerji yoğunluğunun ise kilometre başına sadece 1.804 kilojul (2.751 BTU/mi) olduğunu bildirdi. mi), bu da demiryolu taşımacılığının üçü arasında enerji açısından en verimli olanı olduğunu gösterir. Union Pacific Rail Road , dizel motorlarına bir partikül filtresi uyguladı. Silisyum karbür, motordan çıkarken egzozdaki partikülleri hapsederek emisyonları büyük ölçüde azaltır. ^

Elektrikli trenler

Elektrikli trenler her zaman doğrudan karbon emisyonuna sahip olmadılar çünkü tamamen dahili elektrik motorları tarafından çalıştırıldılar. Bununla birlikte, bu motorlara güç sağlamak için kullanılan elektriği üretmenin yolu, ağırlıklı olarak, her ikisi de büyük miktarda karbon emisyonu üreten fosil yakıtları veya kömürü yakmaktı. 'Temiz enerji' üretiminin ortaya çıkmasıyla birlikte, elektrikli trenler aslında çok düşük çevresel etkiyle çalışıyor. Örneğin, aralarında hızlı tren hattı için öneri San Francisco ve Los Angeles içinde California sıfır potansiyeline sahip sera gazı emisyonlarının 3350 GWh ile her yıl yenilenebilir enerji kaynaklarının Kaliforniya'nın geniş altyapısıyla oluşturuluyor.

Hibrit trenler

RailPower GG20B Green Goat dizel-hibrit lokomotif.

1986'dan beri mühendisler elektrikli-dizel "hibrit" trenler geliştiriyorlar . Bir tür hibrit tren, tren rölantideyken ve düşük hızda hareket ederken pil gücü ve daha yüksek hızlarda bir dizel motor uygular. Aküleri şarj etmek için dizel motordan gelen güç, rejeneratif frenleme kullanarak şarj veya her ikisinin bir kombinasyonu kullanılır. Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü'ne göre hibrit trenler Dizel Trenlerin karbon emisyonlarını %19 oranında azaltıyor. RailPower Technologies Green Goat gibi başka bir hibrit tren türü, güç için büyük bir pil ve küçük bir jeneratör seti ("jeneratör") kullanır. Jeneratör sabit bir hızda çalışır ve aküyü yenilemek için bir jeneratöre bağlıdır.

hidril

Hidrojen tahriki gelişmekte olan bir teknolojidir ve şu anda lokomotiflerde uygulanmaktadır. " Hydrail " olarak adlandırılan hidrojenle çalışan trenler , yanmanın bir yan ürünü olarak yalnızca su yayar ve sıfır doğrudan sera gazı emisyonuna sahiptir. Bununla birlikte, trenlere güç sağlamak için yararlı bir biçimde hidrojen üretmek için kullanılan süreç, az miktarda sera gazı üretir. Rüzgar enerji ve elektroliz başına sera gazlarının 6.85 gram kullanılarak MJ arasında LHV benzin bir galon sera gazı emisyonlarının 22 pound ile karşılaştırıldığında önemsiz bir miktarda üretilmektedir. Trenler, devasa hidrojen tanklarını depolama yeteneklerinden dolayı hidrojen tahriki için başlıca hedeflerdir.

Emisyon karşılaştırması

Demiryolu taşımacılığı, her bir vagon 50 yolcu ile dolduğunda, yolcu mili başına (55 g/km) yaklaşık 0,2 pound sera gazı yayar. Bu rakam, bu miktarın yalnızca yarısı ile doldurulduğunda yolcu mili başına yaklaşık 0,5 pound'a (140 g/km) yükselir. Bu rakamlar, yolcu mili başına yaklaşık 1 pound (280 g/km) ve yolcu mili başına yaklaşık 1,15 pound (325 g/km) olan tek bir araç sürücüsününkiyle Jet taşımacılığından hala çok daha düşüktür. Yakıt tasarruflu Prius bile yolcu mili başına daha fazla sera gazı yayar.

Tahminler, şu anda kamyonla taşınan uzun mesafeli yükün sadece %10'unun dizel trenler yerine taşınması durumunda, ortaya çıkan karbon emisyonu azalmasının 2 milyon arabayı yoldan çıkarmaya eşdeğer olacağını göstermiştir. Dizel tren rakamları hibrit ve elektrikli tren rakamları ile değiştirildiğinde sonuçlar daha dramatik.

Tahminlerin çoğu, tren üretimi için gereken kaynakları, gereken altyapıyı (tren rayları ve tren istasyonları gibi), bunların bakımını ve arabalarla karşılaştırma yaparken - tren istasyonu ile yolcu varış yeri arasındaki ulaşımı hesaba katmaz. Trenlerin ağaçlarda büyüdüğü ve ihtiyaç duyulan tüm altyapının unutulduğu varsayıldığında, trenler gerçekten çevre dostudur. Tek bir yolculuğun değil, bunun için gerekli olan tüm canlı tren ve altyapı döngüsünün doğru bir analiziyse, o zaman tamamen farklı bir hikaye. Tek bir vagon 10 ila 40 ton arasında ağırlığa sahip olabilir ve çoğu çeliktir - çelik endüstrisi büyük ölçüde kömüre bağlı olduğundan, tek vagon üretmek için çok fazla kömür gerekir. Ne yazık ki genel eğilim, güvenlik talepleri ve konfor talepleri (klima, daha konforlu tuvaletler, bilgisayar ağları, gürültü azaltma ve daha iyi sürüş konforu için ek katmanlar vb.) nedeniyle birçok yeni vagonun eskilerinden daha ağır olmasıdır. Tren endüstrisi, bağlantıları yolcu ihtiyaçlarına göre yönetme konusunda daha az esnektir - bu, dünya çapında seyahat eden birçok boş tren anlamına gelir (çoğu durumda, bazı kırsal alanlardaki seçmenleri mutlu etmek için yerel yönetimler tarafından büyük ölçüde azaltılmıştır). Çoğu ülkede trenlerin temel olarak kömür bazlı enerjiyle çalıştırıldığı, yani Paris'ten Bordeaux trenine yolcu başına 4,4 kg karbon dioksit ve Gdansk'ta 61,8 kg (14 kat daha fazla) olduğu zaman, tüm elektrikli trenlerin yeşil enerjiyle çalıştırıldığı varsayımı yapılır. Katowice trenine.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar