在排放方面，汽车和飞机比火车更受关注。在英国，交通占所有碳排放量的 26%，但其中只有 1% 来自火车，这是有道理的 。此外，火车的排放量已经相对较低：每公里每乘客排放 0.046 公斤二氧化碳，而柴油车则是其两倍多。 曼彻斯特城市大学的 Marcus Mayers 和 David Bamford 解释说，关键的区别在于 火车的典型使用寿命为 40 年或 50 年 （对于汽车而言，大约为 10 年），因此 今天购买的火车需要为 2050 年零排放做好准备。但是当英国只有五分之二的轨道电气化时，你不能用电动火车取代整个车队 . 电池和氢气火车？ 他们还处于起步阶段——拉动 40 辆重达 80 吨的货车是一项相当大的挑战。因此，英国的柴油列车（占英国现有车队的 29%）不会匆忙消失。事实上， 英国被困在老旧柴油机上——有些是 1950 年代的—— 因为没有人购买新的柴油机（污染少得多），当排放规则收紧时，这些柴油机可能不得不提前报废。 作者总结说，由于涉及的时间跨度极长，因此迫切需要 轨道电气化、 胡萝卜加大棒法规以及更多 投资。
在未来几十年内实现净零碳排放的竞赛 正在进行 – 通往零碳英国的道路贯穿其铁路。 交通目前占 英国所有碳排放量的 26%，其中只有 1% 来自火车。
火车是最环保的公共交通工具之一， 每位乘客每行驶一公里会释放 0.046 公斤二氧化碳 (CO₂)。一个 柴油车的两倍以上，在 0.117公斤。
公路、航空备受瞩目
这可能就是为什么公路运输和航空是 最受欢迎 的减排来源。例如，您可能听说过到2040 年完全淘汰汽油和柴油汽车的计划 。但关于如何为英国火车提供动力的重大决定实际上是最紧迫的。
……但火车和轨道需要提前进行重大规划
汽车通常只能使用 10 年左右，而火车可以使用 40 年甚至 50 年。今天建造的火车到 2050 年只会处于“中期”，届时 英国的目标 要求必须将温室气体排放量降至零。
这意味着 需要从 2025 年开始订购和交付零碳列车，以 跟上脱碳时间表。目前，唯一能满足这一标准的火车是电动火车，但 英国只有 42% 的轨道是电气化的 ， 而英国目前 29% 的车队 仅使用柴油燃料。这些列车 在使用寿命结束之前需要 重新设计或报废， 以满足政府的目标。
那么需要做些什么才能将英国老化和污染严重的铁路车队转变为未来的零碳公共交通？
更多绿色电气化，更少柴油
英国已经实现了 大约五分之二 的铁路网络电气化，这意味着其中一些列车完全靠电流运行，不会释放当地的碳排放。但 它们的绿色程度仅取决于为其供电的电网 ——尽管英国在远离化石燃料方面取得了令人鼓舞的进展，但它们仍占 所有能源产生量的大约一半。
柴油列车用途更广，因为它们可以在几乎 60% 的未通电线路和已通电的部分上运行。 柴油动力还可以运输异常重的货物 ，因此经常用于货运部门。但自 2008 年以来，英国一直 无法订购新的柴油货运机车，因为目前的机车车辆均不 符合既定的排放标准。 这有效地迫使货运部门使用污染更严重的相当老旧的机车——有些早在 1950 年代就已经使用了。
铁路行业将需要 在 2040 年之前淘汰柴油动力，因为燃料变得越来越昂贵且 公众无法接受，尤其是考虑到车站存在火车排放物， 威胁 乘客和员工的健康。考虑到电力在轨道上的普及程度，柴电混合动力发动机可以工作吗？
电动柴油混合动力车
这些混合动力发动机在有电气化第三轨或架空线的地方使用电力，在其他地方使用柴油。 已经为 进出伦敦最繁忙的火车站之一帕丁顿的路线订购了新的混合动力车 。一些 较旧的旅客列车已改用混合动力列车 ，但在铁路行业鲜有采用 。
这可以在短期内减少柴油的使用，但这 不是到 2040 年去除柴油的长期解决方案。
电池
使用电池作为火车的电源已经 在德国进行了低速轻载测试，使用的是 传统的铅酸电池。这是一项久经考验的技术，因此价格便宜且可靠，但电池 寿命有限 ，并且由 腐蚀性液体和贵重材料制成。
锂离子电池已在英国通过为 火车上的电动机提供额外电源进行了尝试 。不幸的是，一旦与架空电线分开，它们最多 只能行驶 50 公里。电池列车只能在特定路线上运行，并且在出现故障时不容易更换，从而导致中断和延误。
氢燃料
氢燃料电池 可以 通过氢和氧之间的化学反应产生可持续的电力。这可以为家庭、办公室、工厂、汽车和公共交通工具供电——使它们无碳且独立于主电网。火车没有柴油罐和发动机，而是有一个 氢气罐和一个燃料电池，该燃料电池将氢气与空气中的氧气结合，无需燃烧。由于唯一的排放物是水，燃料电池提供电力并且零排放。
听起来不错，但作为动力源，氢 能量密度低，这意味着火车需要非常大的空间来储存燃料。 相比之下， 一升柴油含有 36 兆焦耳的能量，而一升氢气只有 1.81 兆焦耳。对于一辆漂亮的轻型汽车来说，这不是问题，但当一辆大型机车必须拉动 40 节车厢时 ，这是 一个主要问题——每节车厢的重量可能高达 80 吨。
英国不存在制造或部署大量氢气的设施也无济于事 。尽管如此， 随着政府和企业竞相生产未来的燃料，这一问题可以在未来十年内得到解决是合理 的。
未来
因此，有多种选择，但没有一个是单独的完美解决方案。每个都可以在最合适的地方使用，并逐渐使英国铁路远离化石燃料。货运行业不太可能自己提出可行的解决方案，因此 政府应该要求企业转变其运营方式。对零排放技术 和 创新的投资 可以鼓励这一点。
为了让事情向前发展，目前的工作方式有很多变化。火车运营商应失去使用污染柴油发动机的权利，应 每十年更换一次。可以赋予城市 以类似于 世界上 几个城市中存在的低排放区的方式对污染的火车运营商进行罚款的权利 。一项姗姗来迟的政策是 报废 火车运营商目前享有的 免税柴油。
对英国铁路系统污染最严重的方面进行大修不会在一夜之间发生，但要在 2040 年及以后走上正轨，就必须立即做出有关英国铁路的重大决定。
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Marcus Mayers 是曼彻斯特城市大学的访问研究员
David Bamford 是曼彻斯特城市大学运营管理 教授
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