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对于运输运营商来说，实现雄心勃勃的脱碳期限是一项挑战--实现净零排放是一个复杂的系统性转变，需要新颖而大胆的思维。在许多国家，铁路系统由电气化和传统柴油机车混合驱动。
在铁路网的后半段，无排放运行的想法似乎遥不可及--但在最近的一个合资项目中，我们一直在探索用氢作为替代燃料。我们的工作是评估将现有的柴油动力列车改造为零排放的绿色氢动力是否是一个现实的、商业上可行的和安全的解决方案。
氢动力列车并不是一项新技术--一些国家和网络已经对原型列车进行了试验，德国也有氢动力列车在运行。但在大多数情况下，氢动力列车仍然是一种新的提议，它既带来了可持续旅行的前景，也需要对现有网络的结构和运营进行大量调整。
用新动力回答新问题
在阿科拉能源公司领导的一个项目中，我们是供应链联合体的一员，通过圣安德鲁斯大学的苏格兰氢加速器，为苏格兰交通局提供可投入生产并通过安全认证的氢动力列车。我们的目标是在电气化较为困难的地区（例如，电气化的差距距离超过了单靠电池的能力）或经济上不太可行的地区，确定氢气可以安全有效地用作柴油列车的可持续替代品。苏格兰交通局已在其《铁路服务脱碳行动计划》中承诺，到 2035 年将柴油列车从其铁路网中移除。我们的铁路工程专家一直在开发氢列车的安全案例，并对氢列车融入苏格兰客运网络的市场路线进行评估。
为什么是氢？
我们已经看到为卡车、公共汽车甚至一些私家车开发的氢气发动机--在公路运输方面，开发以这种丰富燃料为动力的高性能车辆的能力已经广为人知。拟议中的列车将是一种混合动力车--由氢燃料电池提供动力，车上装有大功率电池来传输能量，而不是依靠架空线路。这立即解决了农村线路电气化的成本问题，而这是苏格兰以及世界其他许多地区长期面临的挑战。
作为一种在使用时为零的净燃料，氢燃料燃烧产生的唯一废物就是以水滴或蒸汽形式释放的水蒸气。因此，氢燃料是一种清洁的零碳燃料，可替代目前使用的柴油火车，使许多长途旅行无需加油即可完成。我们在项目中的部分职责还包括评估加氢的潜在要求，并就更广泛的氢经济和基础设施提出最有效的加氢地点建议。
探索氢安全
作为苏格兰铁路的一种新燃料，进行全面的安全分析一直是重中之重。将现有的、通常是较老的机车车辆从柴油改装成氢气，也会带来额外的、特定的安全问题。必须对改变重量分布等问题进行评估。此外，我们在消防安全和结构方面的专业工程师还为设计团队提供铁路行业标准合规性方面的支持，并准备提交给铁路保证机构的文件。
我们与 Arcola 和艾博特风险咨询公司合作，为将新的氢气组件集成到现有列车机车车辆的所有方面提供技术安全支持。这包括对列车的功能、结构和运行方面，以及示范点的加注和储存基础设施进行危险识别。每种情况下确定的缓解措施都已纳入列车所载设备的设计、运行概念、维护说明、路线兼容性声明和现场布局中。
过渡燃料
对于苏格兰交通局在其铁路服务去碳化行动计划中确定需要 "替代牵引 "的线路，氢气是一种潜在的解决方案，这意味着虽然这些线路需要去碳化，但电气化并不可行。这些线路通常是速度较慢的长途线路或乡村线路。英国铁路网的牵引脱碳网络战略在英国范围内解决了同样的问题，很明显，整个行业都需要氢能列车解决方案。
氢也被视为 "电气化过渡 "路线的一种选择，这些路线已被标记为从现在到 2035 年的电气化路线。与其在这些线路上运行柴油列车直到实现电气化，不如将氢能作为更快实现这些线路脱碳的一种方式进行探索。
我们正在进行全面的线路评估，根据服务模式、地形、线路速度以及与氢气生产和加注地点的距离，突出具有良好氢动力潜力的线路。我们预计，未来氢燃料经济将围绕相关线路展开，为从阿伯丁、高地到奥克尼群岛的苏格兰偏远社区创造宝贵的就业机会。
未来愿景
苏格兰政府已承诺在 2025 年底前开通首条氢燃料客运航线。我们的市场路线研究分析了氢经济需求的发展方式，确定了氢的首选路线，并对成本和效益进行了分析。从该示范项目中汲取的经验正在帮助我们确定最有效的方式，将其他列车打包，在苏格兰打造一支独立的、可赚取收入的氢能列车队。
在安全概念验证之后，下一阶段将与供应链、行业和投资者合作，制定一项战略，在铁路和其他部门进一步推广氢技术的使用。