Imperatiivinen nolla-Emission Light Rail

Kevyt rautatieliikenne (LRT) -järjestelmät ovat kestävän kaupunkiliikenteen kulmakivi, joka tarjoaa suuren kapasiteetin, luotettavuuden ja vähemmän päästöjä matkustajaa kohti kuin yksityisautoilu. Kuitenkin useimpien nykyisten LRT-verkkojen ympäristöjalanjälki on sidottu paikallisen sähköverkon hiili-intensiteettiin. Kun sähköä saadaan fossiilisiin polttoaineisiin perustuvista lähteistä, nämä järjestelmät vaikuttavat välillisesti kasvihuonekaasupäästöihin ja paikallisiin ilman epäpuhtauksiin. Todellisen päästöttömän liikenneverkon saavuttaminen edellyttää, että fossiilisista polttoaineista irrotetaan kokonaan toisistaan, että siirtyminen ei ainoastaan nopeuta ilmastotavoitteita vaan myös parantaa kaupunkien ilmanlaatua, vähentää melupäästöjä ja parantaa julkisen terveyden tuloksia. Kun kaupungit sitoutuvat maailmanlaajuisesti netto-nolla-tavoitteisiin, kevyen rautatieliikenteen siirtyminen nollapäästöihin on tullut tekniseksi ja poliittiseksi painopisteeksi.

Tekniset kulkutiet nolla-Emission Light Rail -raitiovaunulle

Uusiutuvan energian hankinta ja hiilestä irtautuminen

Suorin reitti päästöttömään sähköverkkoon on 100-prosenttiseen uusiutuvaan sähköön johtaviin sähköjuniin. Siirtotoimistot voivat hankkia uusiutuvaa energiaa sähkönhankintasopimuksilla (PPA) aurinko-, tuuli- tai vesivoimalla. Toimipaikan tuotanto.Sijaitsevana tuotantona. Kuten katon aurinkorakenteet varastokatoilla, autokorteilla tai asemakatoilla .Voivat kattaa osan veto- ja apukuormasta. Jotkut virastot investoivat myös omaisiin uusiutuviin farmeihin tai ostavat erillisiin uusiutuvan energian sertifikaatteihin (REC). Alueellisena sähköverkkona hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi ostetun sähkön intensiteettiä ja älykkään verkon integrointia helpottavasti olemassa olevien sähkökäyttöisten LRT-järjestelmien nollapäästötilan saamiseksi.

Junassa oleva energian varastointi: Paristot ja ultrakondensaattorit

Akun ja sähkökäyttöisten kevyiden raideajoneuvojen (LRV) avulla voidaan poistaa jatkuva ylimenojärjestelmän infrastruktuurin tarve verkon osissa. Nykyaikaiset litium-ioniparistot voivat tarjota riittävän valikoiman useita tunteja varten, lataus tapahtuu terminaaleissa tai lyhyissä ylikuormituspuomeissa. Esimerkiksi CAF Urbos[]] -akkuraitiovaunu ja Siemens Avenio[] -akkumuunnokset ovat osoittaneet luotettavan palvelun Sevillan ja Heidelbergin kaltaisissa kaupungeissa. Ultrakapasitorit (superkapasitorit) tarjoavat suuren tehontiheyden nopeisiin lataus-/purkausjaksoihin, ihanteellisena usein pysähtymiseen asemilla, joissa nopeat ylinäppäimet tapahtuvat alle 30 sekunnissa.

Polttokennohybridit vety

Pitempien reittien tai verkkojen osalta, joissa katanien asennus on kohtuuttoman kallista, vetypolttokennojen LRV-arvot ovat pakottava nollapäästötön vaihtoehto. Näissä ajoneuvoissa yhdistyvät ilmasta saatavaan happeen varastoitu vety, josta aiheutuu vain vesihöyryä. Polttokennojärjestelmät on yhdistetty pieniin akkupuskureita huipputehontarpeeseen. [Alstom....]Coradia iLint[] -junissa (alueellisella rautatiellä) ja useissa kevyissä kiskoissa toimivissa prototyypeissä Euroopassa ja Kiinassa on osoittautunut, että teknologia on käyttökelpoinen matkustajaliikenteessä.

Regeneroituva jarru ja energian talteenotto

Lähes kaikkiin nykyaikaisiin sähkökäyttöisiin LRV-arvoihin sisältyy hyötyjarrutus, joka muuntaa liike-energian sähköenergiaksi hidastuvuuden aikana ja ruokkii sen takaisin virtalähteeksi tai aluksen varastoimiseksi. Katenaarisyötteissä regeneroitua energiaa voidaan käyttää muissa junissa, jotka kiihdyttävät samalla segmentillä tai palautetaan verkkoon. Aluksen säilytyksen avulla talteen otettu energia voidaan varastoida ja käyttää uudelleen apukuormiin tai seuraavaan kiihdytyssykliin. Regenerointijarrualgoritmien optimointi ja energian varastointi tienvarsien integrointi (esim. vauhtipyörät, akkupankit sähköasemilla) voi edelleen lisätä energiatehokkuutta 20.055%, vähentää kokonaisenergiantuotantoa, joka on tarpeen nollapäästöjen saavuttamiseksi.

Infrastruktuuri ja operatiivinen optimointi

Energiatehokas asemasuunnittelu

Junien lisäksi asemat ovat tärkeitä sähkönkuluttajia valaistukseen, liukuportaisiin, LVI- ja informaationäytöille. Päästöttömään LRT-järjestelmään on ulotettava toimeksiantonsa koskemaan myös aseman energiankäyttöä. Strategioita ovat esimerkiksi aurinkokennojärjestelmien asentaminen aseman katoille ja katoille, LED-valon käyttö päivänvalonkorjuulla, tehokkaiden lämpöpumppujen käyttöönotto ilmastonhallintaan ja luonnon ilmanvaihtoon. Älykkäät rakennuksenhallintajärjestelmät voivat suunnitella raskaita energiakuormia samaan aikaan kuin uusiutuvan energian korkea tuotanto tai alhainen sähkön hinta. Lisäksi vihreät katot ja kasvulliset seinät voivat hillitä asemien mikroilmastoja ja vähentää HVAC-kuormaa entisestään.

Älykäs liikenteenhallinta ja ekoajo

Käyttöohjelmistot voivat vähentää merkittävästi energiankulutusta uhraamatta palvelun laatua. []Eco-ajo[] algoritmit optimoivat kiihdytyksen ja rullausprofiilit minimoidakseen reitittävän energian käytön samalla kun ylläpidetään aikataulua. Reaaliaikainen juna-matkaviestintä mahdollistaa signaalien priorisoinnin lähestyvien junien osalta, vähentää tarpeetonta jarrutusta ja nopeutta. Näiden toimenpiteiden avulla voidaan vähentää käytetyn uusiutuvan energian osuutta.

Täytäntöönpanon esteiden poistaminen

Pääomakustannukset ja rahoitus

Etäisyyteen siirtymiseen tarvitaan ensivaiheen investointeja, olipa kyse sitten nykyisten laivastojen jälkiasentamisesta, uusiutuvan energian tuotannosta tai varastoinnin lisäämisestä. Akkusähköinen LRV voi maksaa 20.30% enemmän kuin tavanomainen katanenaarinen ajoneuvo; vetypolttokennoajoneuvot ovat tällä hetkellä vieläkin kalliimpia. Omistusanalyysien kokonaiskustannukset osoittavat kuitenkin usein pitkän aikavälin säästöjä energiakustannusten alenemisesta, huoltojen vähenemisestä (sähkökäyttöisten ajolaitteiden liikkuvien osien käytöstä) ja hiiliverojen välttämisestä. Kuljetuslaitokset voivat hyödyntää liittovaltion tai valtion avustuksia, vihreitä joukkovelkakirjoja, julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuuksia ja hiilikompensaatiotuloja. Euroopan unionin ...

Tekninen integrointi ja standardit

Junassa olevien varastointi-, lataus-infrastruktuuri- ja uusiutuvien järjestelmien integrointi nykyisiin LRT-verkkoihin edellyttää huolellista suunnittelua. Yhteentoimivien pikalatausliittimien, jännitetasojen ja viestintäprotokollia koskevat standardit ovat edelleen kehittymässä. Esimerkiksi OppCharge[[] (avoin käyttöliittymä mahdollisuuksien lataukseen) -standardi on saanut vetovoiman akku-sähköisissä linja-autoissa ja sitä mukautetaan nyt kevyeen raideliikenteeseen. Vetypolttoaineen tankkausasemat edellyttävät turvallisia, korkeapaineisia varastointi- ja jakelujärjestelmiä, joiden on oltava kauttakulkuturvallisuusmääräysten mukaisia. Lisäksi käyttöverkkoyhteydet saattavat tarvita päivityksiä, jotta voidaan käsitellä kaksisuuntaisia sähkövirtoja hyötyjarrutuksesta tai paikan päällä tapahtuvasta tuotannosta. Varhainen sitoutuminen laitteiden toimittajien ja laitosten kanssa on avain integraatioriskien lieventämiseen.

Tapaustutkimukset: Pioneering Zero-Emission LRT Systems

Useat kaupungit ovat jo ottaneet käyttöön tai ilmoittaneet lähes nollan tai päästöttömän kevytjunan toiminnasta:

  • Den Haag (Haag), Alankomaat:[ HTM:n raitiovaunuverkko on ollut täysin hollantilaisen tuulienergian vallassa [ vuodesta 2023 lähtien, jolloin sen koko raitiovaunulaivasto on tosiasiallisesti päästöttömäksi.
  • Seville, Espanja:[ MetroCentro-raitiovaunulinja toimii ]CAF Urbos 3[] -akkuraitiovaunuilla, jotka latautuvat joka pysäkillä pikalatausasemien kautta ja kulkevat katenaarittomana historiallisen kaupungin keskustan läpi.
  • Hasselt-Maastricht (Belgia-Alankomaat-raitiovaunu):[] Suunniteltu linja käyttää akkusähköisiä LRV-arvoja, jotka ladataan terminaalien yläpuolella olevien latauspisteiden kautta ja jotka energia saadaan onshore-tuuli- ja aurinkopuistojen yhdistelmästä.
  • Guangzhou, Kiina:[ THT (Translohr) -raitiovaunujärjestelmä Guangzhoun talous- ja teknologiakehitysalueella käyttää maantason virtalähdettä ja sitä ruokkii [ lähitila, joka kompensoi 100 prosenttia vetoenergian kysynnästä.

Kestävän tulevaisuuden politiikka ja yhteistyö

Yksikään yksittäinen sidosryhmä ei voi ajaa siirtymävaihetta yksin.[]Kansallisten ja kunnallisten hallitusten[ on asetettava selkeät päästövähennystavoitteet kauttakulkua varten, tarjottava johdonmukaista rahoitusta ja tehostettava uusiutuvien ja latautuvien infrastruktuurien sallimista.Transiittitoimistojen[[]] olisi jatkettava akkujen, polttoainekennojen ja laitteiden käytön kustannusten alentamista ja hajautettujen energiavarojen integrointia. Julkinen sitoutuminen varmistaa, että puhtaan liikenteen alan järjestöjen kautta tapahtuvat investoinnit ovat saatavilla.Valmistajien[] on tehtävä yhteistyötä verkkopäivityksissä, aika-käyttötariffien, jotka kannustavat käyttämään off-peak-latausta ja parantamaan samalla luotettavuutta ja käyttöikää .]Julkinen sitoutuminen[ varmistaa, että puhtaampien palvelujen tarjoaminen ja ne ovat saaneet tukea.

Polku eteenpäin

Kun kaupunkiväestö kasvaa ja kestävä liikkuvuus on entistä kiireellisempää, kevyet rautatiejärjestelmät, jotka ovat joskus riippuvaisia fossiilisista energialähteistä, voivat muuttua puhtaiksi, tehokkaiksi ja kestäviksi julkisiksi liikennevälineiksi.