Когато шотландският китайски учен Джеймс Леге напусна Шанхай за Пекин през пролетта на 1873 г., пътуването му отне две седмици. Първо той стигна до Тиендзин с лодка, а след това с муле до китайската столица. Днес същото пътуване от 1200 км отнема малко повече от четири часа с високоскоростна железница. Полетът между двата града отнема два часа и 20 минути. Що се отнася до Европа, има високоскоростни влакове Frecciarossa от Милано до Рим, които могат да стигнат до дестинацията за по-малко от три часа, а от Токио до Осака - високоскоростни влакове Shinkansen - два часа и половина.
Хората никога не са пътували толкова бързо и лесно, колкото днес. Но това удобство си има цена: транспортът представлява 20% от глобалните емисии на въглероден диоксид и през последните три десетилетия процентът на емисиите на въглероден диоксид от транспорта се е увеличил по-бързо, отколкото от всеки друг източник. Това е особено вярно въздушен транспорт, емисиите от които растат по-бързо, отколкото от железопътния или автомобилния транспорт. В тази връзка възниква въпросът: възможно ли е да се движим с висока скорост, без да убием планетата? И ако е така, как?
По-бърз, по-чист, по-екологичен и оборудван с модерни технологии, железопътният транспорт е единствената форма на транспорт, която в момента има всички шансове да се превърне в основа за задоволяване на бъдещите ни нужди от мобилност. С наближаването на 200-годишнината от първата пътническа железница през 2025 г. влаковете са по-важни от всякога за осигуряване на устойчива мобилност в свят, изправен пред предизвикателствата на изменението на климата, нарастващата урбанизация и растежа на населението. Световното градско население нараства със скорост двама души в секунда, създавайки 172800 90 нови градски жители всеки ден. Докато населението намалява в някои региони на света, като Европа и Япония, XNUMX% от нарастването на населението се очаква да се случи в градовете и мегаполисите в развиващите се страни.
За да могат тези бързо развиващи се градове, региони и метрополиси да се движат, ефективният обществен транспорт е не само желателен, но и необходим.
Елегантните нови „високоскоростни влакове“ често попадат в заглавията на вестниците, тъй като мрежата от линии в Европа и Азия продължава да се разраства, с нови линии, планирани или вече в процес на изграждане в страни като Франция, Германия, Испания, Индия, Япония и на много по-голям мащаб, в Китай, където високоскоростната мрежа ще достигне 2025 50000 км до XNUMX г.
Когато противоречивата линия High Speed 2030 (HS2) бъде завършена в началото на 2 г. поради преразход на бюджета и уязвими пейзажи, Англия ще има най-бързите редовни влакове в света, които обикновено се движат с 362 км/ч, но могат да развият скорост до до 400 км/ч.
Съчетавайки японската технология за високоскоростни влакове с британския дизайн, паркът HS2 на стойност 2,5 милиарда долара ще революционизира пътуването на дълги разстояния между Лондон и английския Мидландс и северните градове. Прехвърлянето на услуги на дълги разстояния към HS2 също така ще освободи така необходимия капацитет на съществуващите железници за превоз на повече местни пътници и товари.
Въпреки това, след няколко десетилетия експлоатация, страни като Франция, Япония и Китай стигнаха до извода, че ползите от експлоатацията на високоскоростни влакове при скорости над 320 км/ч надвишават значително по-високите разходи за поддръжка и енергия, които понасят. Сега признатите лидери на високоскоростни влакове в Япония и Китай не се ограничават до технологията „стомана върху стомана“, а разработват влакове, способни да развиват скорост до 600 км/ч.
Концепцията за високоскоростни влакове, движещи се по специални релси, използващи магнитна левитация (маглев), се рекламира като „бъдещето на пътуването“ повече от 50 години, но с изключение на няколко експериментални линии и китайски маршрут, свързващ центъра на Шанхай с летището , това си остава предимно теоретично.
Но не за дълго. Япония инвестира 72 милиарда долара в проекта Chuo Shinkansen, който ще бъде кулминацията на повече от 40 години развитие на маглев. 286-километровата линия ще свързва Токио и Нага само за 40 минути и в крайна сметка трябва да се разшири до Осака, намалявайки 500-километровото пътуване от столицата до 67 минути. Строителството започна през 2014 г. и първоначално се очакваше да бъде завършено до 2027 г. (с откриването на линията Нагоя-Осака десет години по-късно), но проблемите с получаването на разрешение за част от линията означават, че датата на откриване в момента е неизвестна. Закъсненията и огромните преразходи накараха мнозина да поставят под въпрос икономическата стойност на проекта.
Такива трудности е малко вероятно да възникнат в Китай, който също изгражда магнитни транспортни линии като алтернатива на пътуванията по въздух на къси разстояния и за осигуряване на светкавично бързо пътуване през гъсто населените градски райони. Китай планира да създаде "тричасови кръгове" около големите си градове, превръщайки клъстери от градове в икономически центрове.
Повече от 120 милиона души вече живеят в южната част на най-населената страна в света, регионът на делтата на Перлената река, който обхваща Хонг Конг, Гуанджоу и Шенжен. Китайските плановици се надяват да обединят девет града в региона, за да създадат градска агломерация от 26000 XNUMX квадратни километра. Предвидени са маршрути с магнитни възглавници за маршрутите Шанхай-Ханджоу и Чънду-Чонгцин, както и много други, ако се окажат успешни.
В други страни по света огромните разходи и липсата на интеграция със съществуващите железници могат да се превърнат в пречка за по-нататъшното разпространение на технологията maglev. Вече борейки се със задръстванията и замърсяването в своите гъсто населени градове, Китай откри 2021 нови линии на метрото с обща дължина 29 км само през декември 582 г. Много други страни с разрастващи се градове скоро ще трябва да последват примера, ако не искат да бъдат претоварени.
Въпреки това, за да отговори на тези очаквания, железопътната индустрия ще трябва да се движи бързо в няколко посоки, за да осигури значително по-голям капацитет, по-голяма ефективност, надеждност и достъпност.
Автоматизираният трафик съществува от десетилетия – линия Виктория на лондонското метро се експлоатира частично по този начин от откриването си през 1967 г. – но обикновено е ограничен до автономни линии с идентични влакове, движещи се на фиксирани интервали.
През последните години Китай поведе пътя в железопътните линии без водачи, по-специално чрез въвеждането на единствените в света високоскоростни автономни влакове, които се движат със скорости до 300 км/ч между Пекин и Зимните олимпийски игри през 2022 г. Япония също експериментира с „влакове-стрели“, които могат да пътуват автономно от терминали до депа за поддръжка, освобождавайки шофьорите да управляват по-рентабилни влакове.
Обаче да управляваш влакове без машинист по автономни линии е едно нещо. Осигуряването на тяхната безопасна експлоатация на традиционните железници със смесено предназначение, където се смесват пътнически и товарни влакове с много различни характеристики, скорости и тегло, е много по-трудно.
Големите данни и така нареченият Интернет на нещата ще позволят на видовете транспорт да взаимодействат помежду си и с околната среда, проправяйки пътя за по-интегрирано, интермодално пътуване. Интелигентните роботи ще играят по-голяма роля в инспекцията на инфраструктура като тунели и мостове, както и в ефективната поддръжка на стареещи конструкции.
Въпреки доказаната си екологичност в сравнение с авиацията, железниците все още трябва да извървят дълъг път, за да намалят собствените си въглеродни емисии и замърсяването от дизеловите двигатели. В съответствие с целите на ООН за изменението на климата, много страни са се ангажирали постепенно да премахнат дизеловите влакове до 2050 г. или дори по-рано.
В Европа и много части на Азия повечето от най-натоварените линии вече са електрифицирани, но ситуацията варира от почти 100% електрифициране в Швейцария до по-малко от 50% в Обединеното кралство и почти нула в някои развиващи се страни. Северна Америка е доминирана от дизел – особено в доминиращите товарни железопътни линии – и няма същия апетит за електрификация, наблюдаван в Европа и Азия.
Технологията на батериите изглежда ще играе важна роля в отдалечаването от „мръсните дизели“ както за тежки превози, така и за тихи пътнически маршрути, където пълната електрификация не може да бъде оправдана. Многобройни прототипи, захранвани с батерии, в момента се тестват или се разработват и с напредването на технологията зависимостта на железниците от дизела трябва да започне да намалява преди края на това десетилетие.
За други водородът е голяма надежда за декарбонизацията на железопътния транспорт. Зеленият водород, създаден в специални инсталации, използващи възобновяеми източници на електроенергия, може да се използва за захранване на горивни клетки, които задвижват електрически двигатели.
Френският производител на влакове Alstom е водещ със своя водородно-електрически влак Coradia iLint, който превози първите си пътници през 2018 г., проправяйки пътя за производствени версии, които сега се изграждат за няколко европейски страни.
Железниците по света също са изправени пред предизвикателства, свързани с природни бедствия. Новите и реконструираните железопътни линии все повече се проектират с оглед на променящия се климат: подобреното отводняване, опазването на околната среда и възстановяването на природните ландшафти играят роля за повишаване на безопасността и надеждността на железниците.
Междувременно осъзнаването на екологичните щети, причинени от въздушния транспорт, вече доведе до възраждане на нощните железопътни пътувания в Европа.
Говорейки за влаковете на бъдещето, разбира се, трябва да говорим за технологията Hyperloop. Използване на вакуум за движение със скорост над 1000 км в час - за това говорим. Според мнозина това ще революционизира начина, по който се придвижваме. Но има основателни съмнения. Казано по-просто, това е влак в тръба. Той работи, като елиминира два фактора, които забавят превозните средства: въздух и триене. Системата Hyperloop се състои от два основни елемента: тръби и капсули. Тръбите са почти вакуумни. Капсулите са превозни средства под налягане, движещи се вътре в тръби. Идеята е върху автомобила да се използват постоянни магнити.
Подобно на мотриси, шушулките също пътуват в конвои. Докато вагоните се свързват един с друг, Hyperloop капсулите могат да пътуват до различни дестинации. Както при движение по магистралата, всеки от тях може да напусне пътя и да промени посоката на движение. Те могат да се присъединят към колоните или да ги напуснат в зависимост от посоката, в която се движат. Транспортните системи Hyperloop са изцяло електрически. В допълнение към двигателите, набор от магнити се използва за бутане на капсулите на всеки километър. Почти пълната липса на въздушно съпротивление и триене означава, че няма нужда от постоянна система за задвижване. Следователно е необходима по-малко енергия.
През 2013 г. Илон Мъск публикува технически документ, в който описва функционирането на система за транспортиране на вакуумна тръба. Оттогава няколко екипа по света започнаха да работят върху тази концепция за мобилност.
Hyperloop все още е огромно инженерно предизвикателство. Въпреки че е доказано осъществимо на хартия, на практика има много повече предизвикателства. В допълнение към значителните начални разходи, уплътняването на тръбите ще изисква значителни разходи за поддръжка. Hyperloop пистите са направени от стомана, която се разширява и свива в зависимост от външната температура. Това води до разхлабени стави. Това може да доведе до значителни разходи за поддръжка. Друг момент е придобиването на земя. В допълнение, много аспекти на безопасността все още трябва да бъдат разбрани - може да бъде много по-опасно да пътувате, ако има повреди. Такава висока скорост може да причини замайване на пътниците, които също ще имат ограничено пространство за движение по време на пътуването.
Няколко групи в Европа и света работят върху Hyperloop приложения. Въпреки това, предизвикателствата за преодоляване – финансиране, сигурност и земя – все още са основни пречки пред внедряването на Hyperloop. Докато не бъдат решени, идеята за пътуване в тръба ще остане мечта.
Изчислено е, че до 2050 г. пътническите и товарните железници ще формират гръбнака на нашите транспортни мрежи, а маршрутите на дълги разстояния между мултимодалните центрове ще бъдат част от местните мрежи. С необходимата политическа и техническа подкрепа железопътният транспорт също ще играе все по-голяма роля в международния транспорт, предоставяйки висококачествена алтернатива на автомобилния транспорт и въздушния транспорт на къси разстояния.
В обозримо бъдеще инвестициите по света все още ще се основават до голяма степен на традиционните железопътни линии стомана върху стомана. Няма причина да се съмняваме, че това ще продължи да определя бъдещето на железопътния транспорт през следващите десетилетия – точно както е било в продължение на почти 200 години.
Е, това са всички начини, по които един ден можем да се придвижваме, без да навредим на околната среда. Но засега бъдещето вече е тук: високоскоростната железница предлага бърз, нисковъглероден начин за пътуване между градовете. Ако Джеймс Ледж трябваше да пътува до Пекин днес, той нямаше да има нужда от кораб и със сигурност нямаше да има нужда от муле. Просто щеше да се качи на влака.
Прочетете също:
Оставете коментар