Die Dekarbonisierung der britischen Eisenbahnen erfordert dringende Maßnahmen - so könnte dies geschehen

Die Dekarbonisierung der britischen Eisenbahnen erfordert dringende Maßnahmen - so könnte dies geschehen Jevanto Productions / Shutterstock

Das Rennen geht weiter Netto-Null-CO2-Emissionen erreichen in den nächsten Jahrzehnten - und der Weg zu einem CO2-freien Vereinigten Königreich führt über die Eisenbahnen. Transport entfällt derzeit 26% aller Kohlenstoffemissionen in Großbritannien und nur 1% Davon kommen Züge.

Züge sind eine der umweltfreundlichsten Formen des Massentransports und setzen pro gefahrenen Kilometer 0.046kg Kohlendioxid (CO₂) frei. Ein Dieselauto ist mehr als doppelt so hoch wie bei 0.117 kg.

Das ist wahrscheinlich der Grund, warum der Straßenverkehr und die Luftfahrt das sind am beliebtesten Quellen für Emissionsminderungen. Vielleicht haben Sie schon von Plänen gehört Benzin- und Dieselfahrzeuge von 2040 komplett auslaufen lassen, beispielsweise. Die großen Entscheidungen über die Stromversorgung der britischen Züge sind jedoch die dringendsten.

Autos sind in der Regel nur für 10-Jahre oder so in Betrieb, während Züge für 40- oder sogar 50-Jahre weiterfahren. Züge, die heute gebaut werden, werden von 2050 erst in der „Lebensmitte“ sein, wenn die Großbritanniens Ziele Die nachfrage nach Treibhausgasemissionen muss auf null reduziert werden.

Die Dekarbonisierung der britischen Eisenbahnen erfordert dringende Maßnahmen - so könnte dies geschehen Autos und das Straßennetz erhalten viel Aufmerksamkeit für die Dekarbonisierung. Ross Sneddon / Unsplash, CC BY

Das bedeutet, dass es kohlenstofffreie Züge geben muss bestellt und geliefert ab 2025 mit diesem Zeitplan der Dekarbonisierung auf dem richtigen Weg zu bleiben. Gegenwärtig sind die einzigen Züge, die diese Kriterien erfüllen könnten, elektrisch, aber nur 42% der Strecke in Großbritannien ist elektrifiziert und 29% der aktuellen britischen Flotte ist Nur mit Dieselkraftstoff fahren. Diese Züge müssen sein überarbeitet oder verschrottet bevor sie das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen, um die Regierungsziele zu erreichen.

Was muss also getan werden, um die alternde und umweltschädliche Schienenflotte Großbritanniens in den kohlenstofffreien Nahverkehr der Zukunft zu verwandeln?

Erste Schritte für 2040

Großbritannien hat bereits etwa zwei Fünftel elektrifiziert Dies bedeutet, dass einige dieser Züge ausschließlich mit elektrischem Strom fahren und keine lokalen Kohlenstoffemissionen verursachen. Aber sie sind nur so umweltfreundlich wie das Stromnetz, das sie antreibt - und obwohl Großbritannien ermutigende Fortschritte bei der Umstellung auf fossile Brennstoffe erzielt hat, sind sie immer noch verantwortlich Etwa die Hälfte der erzeugten Energie.

Dieselzüge sind vielseitiger einsetzbar, da sie auf fast 60% der nicht elektrifizierten Strecken und dem entsprechenden Teil arbeiten können. Dieselkraft kann auch außergewöhnlich schwere Lasten transportieren und wird daher häufig im Güterverkehr eingesetzt. Großbritannien konnte jedoch seit 2008 keine neuen Diesellokomotiven mehr bestellen, da derzeit kein rollendes Material verfügbar ist die eingestellten Abgasnormen einhalten. Dies hat den Güterverkehr effektiv dazu gezwungen, ältere Lokomotiven zu verwenden, die zum Teil schon seit den 1950s umweltschädlicher sind.

Die Bahnindustrie muss vor 2040 den Diesel abbauen, da der Kraftstoff immer teurer wird und inakzeptabel für die Öffentlichkeit, insbesondere angesichts der Tatsache, dass Bahnhöfe Zugemissionen einfangen, die Gesundheit bedrohen von Passagieren und Personal. Könnten dieselelektrische Hybridmotoren funktionieren, wenn man bedenkt, wie weit verbreitet Strom auf den Schienen ist?

Elektro-Diesel-Hybride

Diese Hybridmotoren verbrauchen Strom, wenn elektrifizierte dritte Schienen oder Freileitungen zur Verfügung stehen, und Diesel an anderer Stelle. Neue Hybriden wurden bestellt für Strecken in und aus Paddington, einem der am stärksten frequentierten Bahnhöfe Londons. Einige ältere Personenzüge wurden auf hybrid umgestellt, aber mit wenig Akzeptanz in der Bahnindustrie.

Dies könnte kurzfristig den Dieselverbrauch senken, ist jedoch keine langfristige Lösung für die Entfernung von Diesel durch 2040.

Die Dekarbonisierung der britischen Eisenbahnen erfordert dringende Maßnahmen - so könnte dies geschehen Bei den Zügen der British Rail Class 73 handelt es sich in erster Linie um elektrische Lokomotiven mit kleinen Dieselmotoren. Phil Scott / Wikipedia, CC BY-SA

Batterien

Der Einsatz von Batterien als Zugstromquelle wurde in Deutschland bei geringer Geschwindigkeit und geringer Belastung getestet traditionelle Bleibatterien. Es handelt sich um eine bewährte Technologie, die billig und zuverlässig ist. Die Batterien haben jedoch eine begrenzte Lebensdauer und werden aus ätzenden Flüssigkeiten und Edelmaterialien hergestellt.

Lithium-Ionen-Batterien wurden in Großbritannien getestet, indem eine zusätzliche Stromquelle für den Elektromotor in einem Zug. Leider konnten diese nur bis anfahren 50km einmal von Oberleitungen getrennt. Batteriezüge können nur auf bestimmten Strecken eingesetzt werden und sind bei Ausfall nicht einfach auszutauschen, was zu Störungen und Verspätungen führt.

Wasserstoffkraftstoff

Wasserstoff-Brennstoffzellen kann nachhaltig Strom erzeugen durch eine chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff. Dies kann Haushalte, Büros, Fabriken, Autos und öffentliche Verkehrsmittel mit Strom versorgen - wodurch diese CO2-frei und unabhängig vom Hauptstromnetz sind. Anstelle eines Dieseltanks und eines Motors verfügt der Zug über einen Wasserstofftank und eine Brennstoffzelle, die den Wasserstoff ohne Verbrennung mit Luftsauerstoff verbindet. Mit der einzigen Emission, die Wasser ist, liefern die Brennstoffzellen Strom und haben keine Emissionen.

Hört sich gut an, aber Wasserstoff hat als Stromquelle eine geringe Energiedichte, was bedeutet, dass Züge einen sehr großen Raum benötigen, um den Kraftstoff zu speichern. Zu vergleichenEin Liter Diesel enthält 36-Megajoule Energie, während ein Liter Wasserstoff nur 1.81-Megajoule enthält. Dies ist kein Problem für ein schönes, leichtes Auto, aber ein großes Problem, wenn eine massive Lokomotive 40-Wagen ziehen muss - und jeder Wagen wiegt vielleicht so viel wie 80-Tonnen.

Es hilft auch nicht, dass es in Großbritannien keine Einrichtungen gibt, um große Mengen davon herzustellen oder einzusetzen Hydrierung. Es ist jedoch zu erwarten, dass dies der Fall sein könnte gelöst in den nächsten zehn Jahren wie die Regierung und die Unternehmen im Wettlauf um die Kraftstoffe der Zukunft sind.

Die Zukunft

Es gibt also eine Reihe von Optionen, von denen keine für sich genommen die perfekte Lösung darstellt. Jedes kann dort eingesetzt werden, wo es am besten geeignet ist, und die britische Schiene schrittweise von fossilen Brennstoffen abbringen. Es ist unwahrscheinlich, dass die Güterverkehrsbranche selbst tragfähige Lösungen findet. Daher sollte die Regierung Unternehmen beauftragen, ihre Betriebsabläufe zu transformieren. Investieren in Null-Emissions-Technologie . Innovation könnte dies fördern.

Um die Dinge in Bewegung zu bringen, muss sich viel daran ändern, wie die Dinge derzeit funktionieren. Zugbetreiber sollten das Recht verlieren, umweltschädliche Dieselmotoren zu verwenden, und diese sollten in Abständen von zehn Jahren ausgetauscht werden. Städte könnten das Recht erhalten, Zugbetreibern eine Geldstrafe wegen Verschmutzung in ähnlicher Weise wie dem zu verhängen Umweltzonen das gibt es in mehreren Städten auf der ganzen Welt. Eine Politik, die längst überfällig ist, wäre die Verschrottung der zollfreier Diesel die Bahnbetreiber derzeit genießen.

Die Überarbeitung der umweltschädlichsten Aspekte des britischen Schienensystems wird nicht von heute auf morgen erfolgen, aber um für 2040 und darüber hinaus auf Kurs zu kommen, müssen die großen Entscheidungen über die britischen Eisenbahnen sofort getroffen werden.

Über den Autor

Marcus Mayers, Gastwissenschaftler, Manchester Metropolitan University und David Bamford, Professor für Operations Management, Manchester Metropolitan University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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