Теміржол көлігіндегі экологиялық жобалау - Environmental design in rail transportation

Қоршаған ортаны жобалау тақырыбы жаңа болып табылады теміржол технология. Соңғы жиырма бес жылда тепловоздарда жанармай тиімділігі 85% өсті,[1] бұл пойыздардың әрі қарай жүруіне және аз отынды пайдалану кезінде көп жүк тасымалына мүмкіндік беру. Жаңа төмен әсерлі электр және гибридті пойыздар жалпы көміртек шығарындыларын азайту. Сонымен қатар, пойыз өндірушілер кәдеге жарата бастады сутегі технологиясы қозғалтқыш үшін, көміртегі шығарындылары тек сутектің өзін өндіруден келеді.

Шығарындыларды азайту кезінде тиімділікті арттыру

Дизельді пойыздар

Дизель пойызы

Дизельді пойыздар 1920 жылдардың соңында бу қозғалтқышын адамдар мен тауарларды тасымалдаудың анағұрлым тиімді әдісі ретінде ауыстырды. 1980 жылдан бастап дизельді пойыздармен тасымалданатын жүк мөлшері екі есеге жуық өсті, бірақ пойыздардың жанармай шығыны іс жүзінде өзгеріссіз қалды.[1] Есептеулер көрсеткендей, шамамен 170,000,000 текше метр (45×10^9 Дизельді пойыздардағы тиімділікті арттыру арқылы жанармай үнемделді. АҚШ Энергетика министрлігі коммерциялық авиакомпанияның энергия сыйымдылығы километріне 2352 килоджоуль (3,587 BTU / миль), автомобильдер километрге 2,327 килоджоуль (3549 BTU / миль), ал қалаішілік теміржол энергетикасы километрге небәрі 1804 килоджоуль (2,751 BTU /) болды деп хабарлады. ми), бұл теміржол көлігі бұл үш энергияның тиімділігі екенін көрсетеді. Одақтық Тынық мұхиты теміржол жолы олардың дизельді қозғалтқыштарында бөлшектер сүзгісін енгізді. Кремний карбиді қозғалтқыштан шыққан кезде бөлінетін бөлшектерді сорғыштан ұстайды, бұл шығарындыларды едәуір азайтады.[2]

Электр пойыздары

Электр пойыздары үнемі көміртегі шығарындылары болмаған, өйткені олар толығымен ішкі электр қозғалтқыштарымен басқарылады. Алайда, бұл қозғалтқыштарды қуаттандыру үшін электр қуатын өндірудің құралдары негізінен қазба отындарын немесе көмірді жағу арқылы жүзеге асырылды, олардың екеуі де көміртегі шығарындыларын көп шығарады. «Таза энергия» генерациясының пайда болуымен электр пойыздары қоршаған ортаға өте төмен әсер етеді. Мысалы, арасындағы жүрдек теміржол желісі туралы ұсыныс Сан-Франциско және Лос-Анджелес жылы Калифорния парниктік газдардың нөлдік шығарындыларына әлеуеті бар, жыл сайын 3350 ГВт / сағ Калифорнияның жаңартылатын энергия көздерінің инфрақұрылымымен өндіріледі.[3]

Гибридті пойыздар

RailPower GG20B Жасыл ешкі дизель-гибридті тепловоз.

1986 жылдан бастап инженерлер электр-дизельді дамытады «гибридті» пойыздар. Гибридті пойыздардың бір түрі пойыз бос тұрған кезде және төмен жылдамдықтағы қозғалыс кезінде батарея қуатын, ал дизельді қозғалтқышты жоғары жылдамдықта жүзеге асырады. Батареяларды зарядтау үшін, дизельді қозғалтқыштан қуат алыңыз, зарядтаңыз регенеративті тежеу, немесе екеуінің тіркесімі қолданылады. Сәйкес Электр және электроника инженерлері институты, гибридті пойыздар дизельді пойыздардың көмірқышқыл газын 19% төмендетеді.[4] Сияқты гибридті пойыздың тағы бір түрі RailPower Technologies Жасыл ешкі, қуат үшін үлкен аккумуляторды және генераторлардың шағын жиынтығын («генсет») пайдаланады. Генсатор тұрақты жылдамдықта жұмыс істейді және батареяны толтыру үшін генераторға бекітіледі.

Гидрель

Сутегі қозғалтқышы жаңа дамып келе жатқан технология болып табылады және қазіргі уақытта локомотивтерде енгізілуде. Сутегімен жүретін пойыздар »деп аталдыГидрель «жану нәтижесінде пайда болатын суды ғана шығарады және парниктік газдардың нөлдік тікелей эмиссиясына ие. Алайда, пойыздарды электрмен жабдықтауға пайдалы түрде сутек алу үшін қолданылатын процесс парниктік газдардың аз мөлшерін шығарады. Жел энергиясы мен электролизді қолдану арқылы , Парниктік газдар 6,85 грамм MJ туралы LHV өндіріледі, бұл бір галлон бензиннен 22 фунт парниктік газдар шығарумен салыстырғанда шамалы мөлшер.[5] Пойыздар - сутегінің қозғалғыштығының негізгі нысандары, бұл олардың сутегі бар резервуарларды сақтау қабілетіне байланысты.[6]

Шығарылымдарды салыстыру

Әр вагон 50 жолаушыға толған кезде теміржол көлігі бір жолаушы миліне (55 г / км) шамамен 0,2 фунт парниктік газдар шығарады. Бұл көрсеткіш бір жолаушы милі үшін шамамен 140 фунтқа дейін артады (140 г / км), тек осы мөлшердің жартысын толтырған кезде. Бұл сандар әлі де реактивті тасымалдаумен салыстырғанда әлдеқайда төмен, бір жолаушы милі үшін шамамен 1 фунт (280 г / км), ал жеке автокөлік жүргізушісінің көрсеткіші, бір жолаушы милі үшін (325 г / км) шамамен 1,15 фунт. Тіпті жанармай үнемдеу Prius бір жолаушы миліне көбірек парниктік газдар шығарады.[7]

Есептеулер көрсеткендей, егер қазіргі уақытта жүк көлігімен жүретін қалааралық жүктердің тек 10% дизельді пойыздармен ауыстырылатын болса, нәтижесінде көміртегі шығарындыларының азаюы 2 миллион вагонды жолдан шығарумен тең болады.[8] Дизельді пойыздардың фигуралары гибридті және электрлік пойыздардың фигураларына ауыстырылған кезде нәтижелер айтарлықтай әсерлі болады.

Көптеген есептерде пойыздарды өндіруге қажетті ресурстар, инфрақұрылым (теміржол жолдары мен теміржол станциялары сияқты), оларды күтіп ұстау және автомобильдермен салыстыру кезінде - теміржол вокзалы мен жолаушылар пункті арасындағы көліктер ескерілмейді. Пойыздар ағаштарда өсіп жатыр және барлық инфрақұрылымды ұмытып кетті деген болжам жасағанда, пойыздар экологиялық тұрғыдан таза. Егер бір сапарға емес, пойыздың бүкіл циклі мен оған қажетті инфрақұрылымға дұрыс талдау жасалса, онда бұл мүлдем басқа әңгіме.[9] Бір вагонның салмағы 10-нан 40 тоннаға дейін болуы мүмкін және оның көп бөлігі болат болып табылады - жалғыз вагон шығару үшін көп көмір қажет, өйткені болат өнеркәсібі көмірге тәуелді.[10] Өкінішке орай, көптеген жаңа вагондар, негізінен, қауіпсіздік талаптары мен жайлылық талаптарына байланысты (кондиционер, ыңғайлы дәретханалар, компьютерлік желілер, шуды азайтуға арналған қосымша қабаттар және көлік жүргізу ыңғайлылығы үшін және т.б.) ескі вагондарға қарағанда ауыр болып келеді. Пойыз саласы жолаушылардың қажеттіліктеріне байланысты қосылыстарды басқаруға икемді емес - бұл бүкіл әлем бойынша саяхаттайтын көптеген бос пойыздарды білдіреді (кейбір жағдайларда жергілікті өзін-өзі басқару органдары кейбір ауылдық жерлердегі сайлаушыларды бақытты ету үшін қатты бағынады).[11][дөңгелек анықтама ] Көптеген елдерде теміржолдар негізінен көмірге негізделген энергиямен жүреді, яғни Париждегі Бордо бағытындағы пойызға бір жолаушыға 4,4 кг көмірқышқыл газы келеді, бұл Гданьск қаласындағы 61,8 кг (14 есе артық). Катовице пойызына.[12]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б «AAR: қоршаған орта». Американдық теміржолшылар қауымдастығы. Архивтелген түпнұсқа 2010 жылдың 27 қаңтарында. Алынған 27 маусым, 2009.
  2. ^ «UP: қоршаған ортаны басқару». Одақтық Тынық мұхиты теміржолы. Алынған 28 маусым, 2009.
  3. ^ «Калифорния-220-MPH-жүрдек пойызы». CleanTechnica.com. Алынған 27 маусым, 2009.
  4. ^ «Қос режимді гибридті пойыздарды термоэкономикалық талдау: реферат». Электр және электроника инженерлері институты. дои:10.1109 / ICCEP.2007.384191. Жоқ немесе бос | url = (Көмектесіңдер)
  5. ^ «Гидрель және атом негізіндегі сутегі өндірісіндегі соңғы канадалық жетістіктер» (PDF). Гидрель. Алынған 27 маусым, 2009.
  6. ^ «Гидрэйл: буды жинап жатқан сутегі пойыздары?». Гидрель. Алынған 27 маусым, 2009.
  7. ^ «Қаншалықты аз көміртекті бола аласыз: жасыл саяхат рейтингі». Sightline институты. Алынған 9 желтоқсан, 2014.
  8. ^ «Басынан жасыл» (PDF). Американдық теміржолшылар қауымдастығы. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2016 жылдың 28 қаңтарында. Алынған 9 желтоқсан, 2014.
  9. ^ https://www.wired.co.uk/article/trains-planes-emmissions-co2-comparison
  10. ^ https://www.worldcoal.org/coal/uses-coal/how-steel-produced
  11. ^ Теміржол субсидиялары
  12. ^ https://www.bbc.com/news/science-en Environment-49349566

Сыртқы сілтемелер