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思想列车│Wabtec 公司

Bold and the Biofuels:在通往净零的道路上推动替代燃料的采用

设想未来,货运机车在加利福尼亚使用R100可再生柴油加油,最后在内布拉斯加州北普拉特使用B20生物柴油,在伊利诺伊州芝加哥使用B13运行,然后在洛杉矶巴吞鲁日使用传统柴油,然后前往加拿大艾伯塔省,参加招标并由氢内燃机(H2 ICE)提供动力。

随着短期减排计划、生物燃料不断增长的商业供应和可行性、持续的创新、行业合作和净零承诺与环境可持续性融为一体,这种由地方激励措施塑造的 “拼凑而成的燃料” 未来可能比任何人预期的要早发生。

分阶段实现可持续发展

根据地理位置,铁路路线可以由不同的燃料类型提供动力,这反映了一系列不同的短期和长期减排目标,也反映了替代燃料开发和测试的健康生态系统。

但首先是第一件事。北美的主要铁路公司非常重视环境可持续性,并都承诺到2030年将排放量减少30-40%。这些目标得到了更大的承诺的支持,即到2050年实现净零排放。

进入2024年,只有六年时间才能实现2030年的承诺,只有26年的时间才能实现净零排放。幸运的是,Wabtec及其由I类承运人客户/合作伙伴和替代燃料提供商组成的网络起步很快。

三个杠杆:实现近期和长期减排目标的战略

Wabtec 认为,它可以利用三种创新 “杠杆” 来支持客户的可持续发展之旅:节油、碳减排和净零技术,每种技术在过渡中都有其时间和地点。

  1. 节油解决方案 — 每节省一加仑燃料,可以避免 22 磅的二氧化碳排放,燃料成本显著降低。但是,挤出额外的燃油效率是很难做到的。Wabtec的首要节油技术FDL Advantage(FDLA)已经为航空公司提供了5%的燃油效率提升。尽管Wabtec继续投资于改善其Evolution Series机车的燃油节约,但在某个时候,很难从已经非常高效的机车发动机中挤出更多燃料。
  2. 碳减排解决方案 ——就像天然气被视为整个经济向100%可再生能源过渡的 “桥梁燃料” 一样,生物燃料也是铁路行业为兑现2030年排放承诺和充当未来减排桥梁而下最大赌注的地方。Wabtec已经在其所有机车发动机中测试并批准了B5(5%的生物柴油)和R30(30%的可再生柴油),B11和R50有望在2023年底获得批准。在运营商需求的推动下,B20和R100预计将在2024年第三季度投入商业用途。Wabtec及其客户之间突破性合作的产物(见下文)、生物柴油和可再生柴油的可用性以及随之而来的发动机升级将使承运人能够 “混合搭配” 不同地区的燃料类型,同时从根本上减少多达60%的车轮排放!
  3. 净零解决方案 — 正如燃油效率只能使该行业走向净零一样,生物燃料也是如此,因为它们的碳强度较低,但不是零。目前,人们认为运行净零货运机车的解决方案在于氢气和电动电池。尽管电池是一种流行的清洁技术,但它们目前仅提供当今柴油发动机的续航里程(以兆瓦时计)的10%左右。当然,根据潜在的电池突破,例如固态技术,到2050年,这种情况可能会发生变化,但行业和政府的注意力都集中在氢气的潜力上,它既可以作为H2 ICE的燃料(补充生物燃料兼容发动机),也可以作为独立的燃料电池。
让它成为现实:实地测试

Wabtec 的创新引擎正在全速运转,以探索、测试和实施替代燃料的使用。尽管开发用于保护使用生物燃料的传统发动机的套件是其中一项创新,但真正的飞跃是由运营商与Wabtec之间独特而紧密的合作以及彼此共享结果的开放态度所推动的。

Wabtec服务产品管理高级总监克里斯·米勒说:“在确保生物燃料是安全、可靠、耐用和有效的机车燃料方面付出了很多努力,我们的客户委托我们代表他们进行调查工作。”“一些重要的前期工作是在 Wabtec 幕后完成的,但其中许多工作是在直接与我们的客户进行的大规模现场测试中进行的。

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思想列车│Wabtec 公司

现场测试对于确定生物燃料在实际运行环境中的表现以及对机车部件的影响至关重要。生物柴油会导致发动机泄漏或腐蚀吗?在高海拔、高环境温度或低于冰点的天气下,发动机性能会发生什么变化?维护间隔会改变吗?

这些问题在Wabtec与业界的广泛实地测试中得到了回答。

实际上,当你问克里斯·米勒Wabtec在生物燃料领域最具创新性的地方时,他指的并非 “产品”,而是指的是业内独一无二的 “方法”。

米勒说:“这里的主要创新是Wabtec如何与客户、合作伙伴和燃料供应商合作,共同学习和成长。”

上述实地测试和米勒于2022年发起的开拓性技术会议 “替代能源会议” 体现了这种方法。该技术活动汇集了来自全球的客户、领先的替代燃料提供商和Wabtec专家。该会议现已进入第二年,为共享信息(包括现场测试结果)提供了一个安全的场所,并相互学习以推动该行业的脱碳进展。

米勒说:“我们的航空公司合作伙伴理应得到这里的大部分荣誉。”“他们已经意识到,气候变化和实现脱碳问题是最佳的,也许只有通过合作才能解决。我为我们共同努力为更美好的地球和铁路工业服务感到非常自豪。”

氢气的未来

那么,尽管生物燃料正在进行广泛的实地测试,但氢气作为铁路燃料的演变过程在哪里呢?

答案是 “早期”。换句话说,开发100%无排放氢气解决方案的竞赛已经开始,但这绝对比5K更像是一场马拉松。

米勒总结说:“为了铁路客户的利益,Wabtec致力于成为替代燃料的领导者。”“这意味着创新和探索,但也意味着务实。该行业现在面临的挑战是履行2030年的承诺,而生物燃料非常适合在此时间表上应对这一挑战。

“这就是为什么我们正在考虑分阶段开发氢气的方法,这将使该行业从2030年的标准转向2050年的净零排放未来的标准。这种过渡可以从与生物燃料兼容的氢气内燃机开始,然后发展为更广泛地采用氢燃料电池技术。归根结底,无论发生什么情况,我们的工作都是帮助承运人到达那里。” 

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合作减碳│Wabtec Corporation


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