SBB为生产可持续的、气候友好型汽车提供解决方案

目前，瑞士联邦铁路(SBB)网络几乎完全电气化;只有在一些编组场、维修车间和工业场边才能找到没有架空接触线的轨道路段。这是100多年前开始的一项发展的结果。早在1907年，欧瑞康(Maschinenfabrik Oerlikon)就在苏黎世的塞巴赫-韦廷根线上安装了单相交流电，并在上面测试了各种机车。

第一次世界大战爆发后，煤的价格急剧上涨。这是SBB董事会在1916年决定给圣哥达线通电的一个重要因素。四年后，从厄斯菲尔德到比亚斯卡的第一列电动火车开始运行;又过了15年，70%的SBB网络已经通电。

对电力的高需求导致了SBB在20世纪上半叶共建设了8座水电站，并发展了自己的16.7赫兹输电网络。为了应对功率峰值，在20世纪下半叶又建造了5个频率转换器。这些转换电力从50Hz的国内电网到16.7Hz的牵引电网，并根据需要返回。

得益于电气化和水力发电，气候友好型交通

50多年来，列车一直通过制动能量回收将能量返回到架空接触线。加上水力发电站的牵引动力，这使铁路在能源需求方面具有重大优势。为了满足纯粹的运营运行要求，SBB的长途列车运送一个人超过100公里只需要大约6千瓦时;这相当于一辆现代电动汽车行驶同样距离所需电量的一半左右(假设每种情况的平均产能利用率约为30%)。至于区域服务，由于运力利用率较低和停靠次数较多，差别不大;运行区域服务的列车需要12千瓦时才能运送一个人超过100公里。然而，道路和车辆建设的间接能源需求，特别是电动汽车的电池制造，也有影响。总的来说，铁路所需的能源是公路的四到六倍。

通过使用水电作为可再生能源，铁路也在CO方面得分₂排放。考虑到道路和车辆建造的“灰色”排放，轨道交通的排放大约是其30倍气候友好型比以化石燃料为动力的道路车辆多，比电动汽车多约10倍。

在雷根斯多夫-韦廷根线路上，3号机车安装了头部受电弓，用于架空接触线;摄于1907年。来源:未知作者/维基)

这是第二次:向剩余的化石燃料说再见

尽管瑞士的铁路网大部分都是电气化的，但瑞士国家铁路公司每年仍在化石燃料上花费近3000万瑞士法郎。总的来说，SBB消耗的天然气和柴油，以及用于取暖的石油，产生了约9万吨的CO₂每年。其中近40%来自建筑供暖;大约600栋建筑仍在使用石油和天然气取暖。此外，SBB货运公司和SBB基础设施公司的柴油分流和干线机车排放约占这些排放的36%。

2020年格拉斯哥世界气候大会(COP26)表明，为了让我们的下一代继续享受基本的生活必需品，必须大幅减少温室气体的排放。因此，SBB的目标是减少其直接CO₂到2030年，排放量(范围1和范围2)比2018年的水平减少50%。到2040年，温室气体排放量将减少90%以上。根据SBB目前的战略，温室气体排放将通过在四个领域系统地转换为可再生能源来实现:

1.建筑供暖

到2030年，车站、服务设施和运营建筑中的600个化石燃料建筑供暖系统将转换为可再生能源:即每年70到80个供暖系统。在大多数情况下，木材将被用作可再生能源;但是，根据建筑的性质，电动热泵也会被使用。

2.铁路车辆

到2040年，那些目前使用柴油的轨道车辆和建筑工地发电机将被转换为无排放驱动系统(电池或氢动力系统等)，或将被新的气候友好型车辆和发电机所取代。极有可能的是，分流机车和建筑服务拖拉机将配备电池-电力驱动系统;由于直接储能和电力驱动的高效率，它们的生命周期成本在SBB运行环境中是最低的。

3.公路车辆

SBB的约2300辆道路车辆正在逐步实现电气化;与此同时，公司所在地的充电基础设施正在扩大。

4.点加热系统

大约需要7400个点供暖系统，以确保在寒冷天气可靠运行;其中大约2600台是用丙烷或天然气加热的。到2040年，大多数供暖系统将转化为电力，从长远来看有几个好处。例如，电加热系统可以更精确地将热量应用到这些点上，因此所需的能量更少;服务中断减少，可用性增加。将尽可能在现有工程项目和计划工程的范围内将系统转为电力操作。

此外，实施这些措施不仅对环境有好处，而且也有经济意义。从2030年起，较低的能源价格、较低的维护成本和更高的能源效率将使运营成本每年比现状减少1200万至1500万瑞士法郎。

一个人乘坐汽车、火车和电动汽车(100平方公里)超过100公里的运输排放和能源需求的生态比较。考虑了不同运输工具的典型载重系数。来源:www.mobitool.ch

说再见的挑战

SBB已经遭受了严重的财务损失冠状病毒大流行;由此产生的节省资金的压力正在危及执行上述措施所需的投资。此外，在2021年6月，瑞士民众以微弱优势否决了收紧CO的提案₂法律;这导致各意见领袖对进一步承诺产生了不确定性。因此，每一项措施的成本和收益都被相当有意地详细记录下来，并清楚地说明为整体经济效率计算的一部分。由于较低的运营成本，这些措施被发现覆盖了2040年之前的整个期间的成本。

这些新增的电池-电力机车给SBB自己的电网带来了新的技术挑战。如果不监测充电过程，牵引电流电网可能会过载，这是有风险的。这是SBB可以从事实中受益的地方，它已经运行了几年的创新负荷管理系统。在牵引电流网络出现极端负载峰值的情况下，这个全自动系统会关闭牵引单元，并在几秒钟内指向加热系统。在未来，负载管理将扩展到纯电动汽车。与此同时，中央充电管理为使用电池容量提供了可能性，以一种最好的方式服务于电网，并提高能源效率。反过来，这将有助于降低整个系统的成本。

其他的挑战是由技术变化引起的工作流程、过程和知识转移的变化。例如，蓄电池-电力分流机车操作员现在必须主动提高或降低受电弓，以改变轨道部分没有架空接触线。或者，当规划车辆可用性时，现在必须明确地考虑充电状态。因此，除了纯粹的技术方面，必须从各种改造项目开始就给予人员满足的要求非常高的优先级。维修人员和在建筑工地工作的人员也必须在系统变更的早期阶段做好准备。

untervaz - trimis的双模分流机车，具有受电弓和牵引电池(RhB的Geaf 2/2级机车)。图片来源:Herbert Graf, 2020年

然而，系统的改变不仅对核心业务很重要，对供应商也很重要。据估计，在建筑工地租用的建筑机械排放约6万吨二氧化碳₂每年。但在这方面，电气化也提供了许多机会——新产品不断进入市场。例如，自2016年以来，混合夯实机已经上市;电力驱动的小型设备，如捣固机、轨枕钻和钢锯，正在得到更多的利用。在与供应商的讨论中，通过在投标中加入相关要求，SBB也在逐步推进建筑工地的电气化。

100多年前，我们的先辈就以远见卓识推动了铁路电气化;今天，架空接触网、水力发电站和变电站理所当然地成为瑞士铁路系统的组成部分。现在，第二大系统变革正在开始:在未来，几乎没有铁路应用将需要天然气、取暖油或柴油。替代技术的维护和操作成本更低，不排放温室气体，而且由于它们更安静，排放的污染物更少，对我们的员工有明显的健康益处。