公私伙伴关系是推动采用可持续能源技术和替代燃料的关键
世界正在寻找减少温室气体排放的方法，而运输业为提供可持续解决方案提供了巨大的机会。全球铁路网络是答案的关键部分。铁路是最干净、最高效的陆路运输人员和货物的方式。通过铁路而不是卡车运输货物可将温室气体（GHG）排放量平均降低75％。
尽管已经在可持续发展方面处于领先地位，但铁路行业和Wabtec专注于持续改进，目标是实现零排放的铁路网络。Wabtec 的 Evolution 系列 Tier 4 是第一款符合美国环境保护署 (EPA) 严格的四级排放标准的货运机车。在交付第一辆四级机车近10年后，铁路行业正处于技术进步的风口浪尖，即使用电池等替代能源为机车车队提供动力，最终是氢燃料电池。
Wabtec 正在投资和开发铁路行业脱碳所需的替代能源技术。解决脱碳难题不仅仅是引入突破性技术。铁路行业的真正脱碳需要将几个拼图拼凑到原处。该行业需要所证明的技术才能在现实世界中发挥作用，其次是支持基础设施，最终需要商业采用和监管批准等。
如果利益攸关方单独行动，就不可能取得进展。这就是为什么Wabtec与各种合作伙伴——客户、供应商、学术机构、国家实验室和政府机构——合作推进铁路行业的替代能源技术的原因。投资将这些不同的利益相关者聚集在一起的公私伙伴关系可能会给铁路行业带来变革，因为铁路行业正在寻求脱碳和发展清洁能源基础设施，以帮助保持客户流动。
为了将所有拼图融合在一起，技术、基础设施和监管环境必须沿着平行道路前进。Wabtec作为铁路行业领先创新者的独特地位，该公司正在与主要利益相关者合作，推动替代燃料的创新，支持基础设施发展，同时还与监管机构合作处理这些新兴技术。
Wabtec 合作提高能源效率和替代燃料
实现交通脱碳的途径有很多。Wabtec 正在通过越来越多的举措为更可持续的世界做出贡献。有些正在产生立竿见影的影响，而另一些则具有更长的视野。所有这些都涉及Wabtec与其供应商、客户、外部专家、学术界、政府和其他运输价值链参与者的合作。
通过在 Wabtec 机车中使用更多的生物柴油（B20）和可再生柴油（R55），向生物燃料过渡可显著减少碳排放。Wabtec正在与BNSF铁路、联合太平洋铁路和其他1级铁路公司合作，测试这些低碳燃料，这些燃料可以立即减少当今的碳排放。各种测试和燃料将使该公司批准在四种主要的Wabtec机车发动机类型上使用高达20％的生物柴油和高达100％的可再生柴油。
Wabtec 的新型 FlxDrive 电池机车本身就是开创性的公私合作的产物。在加州空气资源委员会的2260万美元拨款下，Wabtec、BNSF和圣华金谷空气污染控制区共同试点了世界上第一辆由18,000节锂离子电池供电的100％电池供电的重型货运机车。该试点的成功加速了FlxDrive的商业化，客户来自澳大利亚、巴西、加拿大和美国。
脱碳不仅限于Wabtec的货运机车。该公司与德意志铁路合作，测试了铁路行业首个使用清洁环保的天然R290制冷剂的空调系统。他们正在进一步开发具有智能操作的绿色空气系统，该系统可在轨道车门打开时关闭暖通空调，从而节省成本并减少碳排放。
参与氢燃料基础设施的发展
展望未来，用氢燃料为机车提供动力是铁路脱碳最有前途的替代能源选择之一。Wabtec 正在探索两种方法。第一种是将内燃机改造成氢气和柴油的混合物。第二个是用氢燃料电池为机车提供动力。
Wabtec与合作伙伴共同开展的工作使他们有望在本十年晚些时候演示氢燃料开关机车的概念验证。此后，干线机车将迅速跟进。
机车可持续发展技术路线图
氢气是一种具有巨大潜力的清洁燃烧能源选择，但过渡是一项复杂的工作，超出了任何一家公司的能力。Wabtec 的氢能公私合作伙伴关系包括与橡树岭、阿贡和桑迪亚国家实验室的合作研发协议，这三个多学科科学和工程研究中心是能源相关解决方案的卓越中心。
Wabtec还与能源部科学办公室合作，在橡树岭国家实验室园区的国家交通研究中心安装单缸双燃料机车发动机。这种合作为铁路行业带来了令人兴奋的可能性。有超过20,000辆机车的庞大装机群，可以对其进行改造以燃烧氢气。这一选择将使铁路能够最大限度地增加对现有车队的投资，同时将机车转换为清洁燃烧的能源。
阿贡国家实验室的工作重点是对氢气注入和燃烧进行建模。这个为期四年的项目将与软件开发商Convergent Science, Inc. 合作使用实验室的高性能计算机来开发仿真软件。该团队将能够在不断变化的运行条件和硬件修改下测试和预测内燃机的行为，从而以较低的成本加快开发过程，从而优化发动机效率。
桑迪亚国家实验室的工作由联邦拨款资助，将为铁路行业制定拟议的氢气标准和法规。联邦铁路管理局和美国铁路协会的替代燃料招标技术咨询小组还参与了桑迪亚国家实验室关于氢燃料机车安全和设计要求的研究。
Wabtec 还在研究由氢燃料电池提供动力的机车。这项工作的最终目标是使用零排放机车来取代当今的柴油电力机车。氢燃料电池尚不具备为公路机车提供动力的功率密度。Wabtec 正在与多家供应商合作，为机车应用开发燃料电池解决方案。
氢能需要什么基础设施？
氢动力机车只是使这种替代燃料具有商业可行性所需条件的一部分。这将需要对基础设施进行全面改革。
当今氢动力铁路行业的主要障碍包括：
- 与柴油燃料相比，绿色氢的成本很高
- 缺乏为铁路沿线提供燃料的储存和加油设施
- 铁路运营方面的变化，包括安全程序、机组人员和飞机培训、工会协议、维护、在发生事故和事故时与急救人员的协调等
为了启动氢经济，拜登总统于2021年签署的《基础设施投资和就业法》（IIJA）预留了80亿美元的联邦资金，用于发展能源部的区域氢枢纽计划。该计划旨在在七个区域氢气生产中心建设氢基础设施的关键组成部分。这些枢纽的目标是生产高达市场所需氢气的三分之一。
Wabtec 支持能源部氢能计划，为其氢气枢纽实施战略的制定做出了贡献。Wabtec 还为一些申请提供了支持，以获得政府氢气中心的部分资金。他们与墨西哥湾沿岸非营利研究机构和学术界合作的 Hyvelocity 合作。他们同样支持中西部地区氢气中心的Machh2 联盟。
Wabtec 正在与其客户合作，以确保充分了解铁路行业的需求，因为这种新的基础设施是在区域氢气枢纽开发的。如果没有重大的技术进步和基础设施，当今使用氢气为机车提供动力将是一项挑战。
为机车加油会很耗时。目前，装满 5,000 加仑的柴油箱需要不到 30 分钟。为等量的气态氢加气将需要 6.5 个小时，这会中断物流，并对资产利用率产生负面影响。
然而，甚至在加油问题得到解决之前，机车运营商就需要能够提供低碳氢气的基础设施。大多数氢气是通过电解产生的，这需要负担得起且充足的水和电。这些氢气生产资源很少位于铁路场附近，这给运输和储存带来了挑战。
有了适当的安全功能和监管支持，铁路可以成为未来氢经济的 “虚拟管道”。铁路可以通过配送网络轻松连接到氢气生产设施，为机车和其他交通方式提供燃料。与使用卡车相比，通过铁路运输氢气更具成本效益，实施速度更快，并且在管道上具有更大的灵活性。铁路运输通过现有基础设施使燃料更接近用户。用于运输氢气的轨道车辆也可以用作现场储罐，以进一步降低基础设施建设成本。基础设施还需要符合铁路标准的设备，用于更大规模的重型应用。
最终，运行Wabtec氢燃料机车的铁路也将成为这种替代燃料的使用者，从而关闭氢气价值链的循环。
努力克服监管障碍
新技术有时会面临复杂和不可预见的监管问题，需要监管机构与行业之间的伙伴关系与合作。Wabtec负责监管的公司副总裁詹妮弗·谢伊说：“作为全球铁路技术的领导者，在监管界寻求制定适用于氢经济的新法规和标准时，Wabtec必须凭借其丰富的专业知识和经验来权衡。”“公司在国家实验室和学术机构的参与下开展的研发工作，以及我们对领先行业联盟的参与，为展示Wabtec在推动将导致铁路行业脱碳的技术方面的作用提供了难得的机会。”
展望未来，Wabtec和桑迪亚国家实验室记录了氢能机车设计和加油风险评估及招标，该项目为监管界和行业在制定氢经济技术标准时提供了重要信息。
该公司还积极参与燃料电池和氢能协会，为联邦政策以及法规、法规和标准提供信息。
承诺建立伙伴关系，推动替代燃料的采用
Wabtec负责先进技术的公司副总裁菲利普·莫斯勒纳说：“我们期待看到氢基础设施的建设用于铁路。”“今天，减少碳排放至关重要。我们正在为客户提供现在可以实施的清洁能源解决方案来支持他们，这也提高了他们的运营效率并提高了他们的利润。”
人们很容易被各种替代能源选择的炒作所困扰。由于 Wabtec 产品是车轮与轨道交汇的地方，因此该公司的职责是将这些愿景变为现实。这意味着了解技术并知道什么是实际意义的。Wabtec正在对管理良好的研发项目进行谨慎的投资，并正在与精心挑选的政府和行业合作伙伴合作。Wabtec 的理念是，衡量成功的标准不是雄心，而是他们为全球铁路网络取得的成就。
通过与政府和行业合作伙伴的合作，Wabtec将推进开发，使市场为脱碳做好准备。碰巧的是，Wabtec 已准备好提供市场向更绿色未来发展所需的产品。