چگونه قطارهای برقی حمل و نقل دنیا را دگرگون می کنند؟

به گزارش تین نیوز به نقل از ایسنا، اولین راه آهن الکتریکی غیرکاربردی، توسط توماس داونپورت، آهنگری در ورمونت، ایالات متحده، در سال ۱۸۳۵ ساخته شد که راه آهن کوچکی بود و با موتور الکتریکی مینیاتوری کار می کرد و اولین تلاش جدی برای برق رسانی در راه آهن توسط رابرت دیویدسون در سال ۱۸۴۲ انجام شد زمانی که وی لوکوموتیوی با وزن پنج تن را در راه آهن ادینبورگ و گلاسکو، اسکاتلند با سرعت ۶.۵ کیلومتر در ساعت (چهار مایل در ساعت) حرکت داد.

اولین راه آهن برقی کاربردی توسط مهندس آلمانی، ورنر فون زیمنس (۱۸۱۶-۱۸۹۲) برای نمایشگاه تجارت برلین (۳۱ ماه مه تا ۳۰ سپتامبر ۱۸۷۹) ساخته شد که بیضی شکل با محیطی حدود ۳۰۰ متر (۹۸۴ فوت) و گیج (فاصله بین دو ریل) یک متر (۳.۲۸ فوت) بود.

لوکوموتیو الکتریکی بعدی دارای یک موتور ۲.۲ کیلووات (سه اسب بخار) بود که جریان را با ولتاژ ۱۵۰ ولت از ریل سوم مرکزی دریافت می کرد و آن را از طریق چرخ ها و ریل های در حال اجرا برمی گرداند و می توانست ۳۰ مسافر را با سرعت ۶.۵ کیلومتر در ساعت (چهار مایل در ساعت) سوار بر سه واگن بکشد.

چه میزان از مسیر ریلی جهان برقی است؟

از حدود ۱.۳ میلیون کیلومتر مسیر ریلی در سراسر جهان، حدود ۳۷۵هزار کیلومتر آن برقی شده است که حجم کل را به کمتر از ۳۰ درصد می رساند. در مناطق مختلف، درجه برق رسانی بین یک درصد در آمریکای شمالی و ۵۷ درصد در اروپای غربی متفاوت است. میزان برق رسانی در آسیا در سال های اخیر به شدت افزایش یافته است، در صورتی که در سال ۲۰۱۳، ۳۴درصد، چهار سال بعد ۴۷ درصد و در سال ۲۰۲۰ به میزان ۵۵ درصد بود. علاوه بر سرمایه گذاری های بالا در ساخت خطوط راه آهن جدید و برق رسانی خطوط غیر برقی، هند نیز در کنار چین محرک رشد بوده و در مقابل، توسعه آن در کشورهای اروپایی بسیار کند است.

در طول تاریخ، سیستم های برقی مختلف در کشورها و مناطق مختلف توسعه یافته است. طراحی سازه بتنی آنها حتی بیشتر از آنچه در نظر گرفتن سیستم های برق مورد استفاده نشان می دهد متفاوت است. در زمینه برقی سازی راه آهن، این امر منجر به شکل گیری بازارهای ملی متوسط با عرضه کنندگان منطقه ای بسیاری شده است که هر یک از آنها با مقررات و استانداردهای ملی آشنا هستند و این ساختار صنعتی به نفع تامین کنندگان است.

زیمنس و آلستوم از معدود تامین کنندگان بین المللی در بخش برق رسانی راه آهن هستند و شرکت های دولتی چینی سی آرای سی و سی آرآرسی بیشترین سهم را در بازار بزرگ چین همچنین دارای سفارش های خارجی در مناطق آفریقا، آمریکای جنوبی و سایر کشورهای آسیایی دارند.

اتحادیه اروپا می خواهد تا سال ۲۰۵۰ به انتشار خالص صفر گازهای گلخانه ای دست یابد. در دسامبر ۲۰۲۰، کشورهای عضو اتحادیه اروپا موافقت کردند که اهداف آب و هوایی خود را برای سال ۲۰۳۰ اصلاح کنند تا هدف خود را برای انتشار کمتر از ۴۰ درصد در مقایسه با سال ۱۹۹۰ به حداقل کمتر از  ۵۵ درصد افزایش دهند.

قطارهای برقی چه نقشی در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای دارند؟

برقی شدن خطوط راه آهن می تواند بخشی از مسیر حرکت بدون انتشار باشد. اگرچه برق رسانی راه آهن، بازاری ویژه در زیرساخت های ریلی است اما بازاری رو به رشد با چشم انداز بلندمدت مثبت محسوب می شود.

قطارهای الکتریکی بیش از یک قرن است که روش حمل ونقل محبوبی بودند و به مسافران و محموله ها، جایگزینی کارآمد و سازگار با محیط زیست برای گزینه های کمتر پایدار ارائه می دهند. این قطارها در انواع مختلف، با ویژگی های متمایز متناسب با نیازهای سیستم ها و عملیات ریلی مختلف عرضه می شوند. یکی از جنبه های کلیدی که قطارهای الکتریکی را متمایز می کند، نوع سیستم کششی آنهاست که نحوه استخراج نیرو و دستیابی به نیروی محرکه را تعیین می کند.

به طور معمول، سیستم های کشش قطار الکتریکی به دو دسته تقسیم می شوند؛ آنهایی که از جریان متناوب (AC) و سیستم هایی که از جریان مستقیم (DC) استفاده می کنند. سیستم های AC و DC ممکن است از یک سیم بالای سر برای تامین برق استفاده کنند که توسط کاتناری ها در بالا نگه داشته می شود، یا از ریل سومی که به موازات مسیر حرکت می کند.

هر دو گزینه برای رساندن نیرو به موتورهای الکتریکی قطار به کار می روند و به آن اجازه می دهند به آرامی در امتداد راه آهن حرکت کنند و در عین حال انتشار گازهای گلخانه ای و هزینه های عملیاتی را به حداقل می رسانند.

یکی از مزایای کلیدی قطارهای الکتریکی کاهش ردپای کربن آنهاست. قطارها هشت درصد از جابه جایی مسافران موتوری جهان را تشکیل می دهند، با این حال تنها ۲ درصد از تقاضای جهانی حمل و نقل-انرژی را مصرف می کنند. با انتخاب سفر ریلی به جای اتومبیل، کامیون و هواپیما، می توانیم انتشار گازهای گلخانه ای را تا حد زیادی کاهش دهیم و از محیطی پاک تر حمایت کنیم.

قطارهای برقی نیز از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد، آب و خورشید تغذیه می شوند. این رویکرد پایدار به طور قابل توجهی اثرات زیست محیطی را در مقایسه با قطارهای دیزلی یا زغال سوز به حداقل می رساند. علاوه بر این، نوآوری هایی مانند ریل برقی با باتری در حال پیوستن به واقعیت هستند و سازگاری با محیط زیست و رقابت پذیری حمل و نقل قطار را بیشتر بهبود می بخشند.

در نهایت، قطارهای برقی مزیت اضافه تولید آلودگی صوتی کمتر را دارند و این نه تنها تجربه سفر را برای مسافران بهبود می بخشد، بلکه به جوامع نزدیک راه آهن و به رفاه کلی نیز کمک خواهد کرد.