铁路基础设施分析无化石轨道工程机械的替代驱动器

为了安全的铁路运营，必须定期维护和更新轨道。这需要特殊的工程机械，现在大部分都是由柴油发动机提供动力的。特别是长达数百米的大型履带工程机械组每铺设和更新履带需要高达1000升的柴油。

轨道施工机械不仅噪音大且排放密集，而且全天候工作并同时执行多个工作步骤，例如更新轨道或打磨钢轨。几十年来，所谓的道砟清洁机械也被用作标准技术，平均可在现场回收约50%的道砟，从而本着循环经济的精神，节省了宝贵的资源并避免了材料运输。

轨道工程机械的操作和维护是资源密集型的，而与此同时，这些专用车辆——就像铁路行业的所有东西一样——设计为使用寿命长。

“就可持续性而言，你不能临时干预10或15年前才购买的创新和报废机械，”格拉茨科技大学铁路工程和运输经济研究所的MatthiasLandgraf说(TUGraz).因此，必须尽可能高效地使用现有车辆并以节约资源的方式使用。

不同轨道工程机械的替代解决方案

TUGraz的铁路工程和运输经济研究所与轨道工程机械的世界市场领导者Plasser&Theurer一起，首次检查了所有轨道工程机械及其具体操作模式，并确定了最佳的无化石燃料每种情况下的替代驱动技术。此外，作为德国铁路运输研究中心(DZSF)研究项目的一部分，该研究所分析了德国约3,000辆辅助车辆的整个车队，以制定替代动力机器的优化迁移策略。

基于TUGraz开发的计算程序(CalCAS——替代解决方案比较计算)的分析和结果，针对不同轨道工程机械的替代解决方案提出了建议。据此，从技术和(劳工)法律的角度来看，使用的机器中有35%可以通过架空线路电力满足其能源需求——“这绝对是最节能的解决方案，”Landgraf说。

对于能量需求高达800千瓦时(kWh)的轨道工程机械，研究人员推荐了一种电池解决方案，作为一种带有架空充电线的混合动力车。Landgraf说，从中期来看，能源领域也将有进一步的发展，可以使用纯电池解决方案。

对于电能需求超过800kWh的机械，使用氢燃料电池技术的驱动器被认为是最佳选择。现有的机器可以通过使用生物燃料或合成燃料来弥合差距，从中期来看，液氢与内燃机相结合。

可预见的更严格的规定

改用替代驱动系统将直接有助于减少温室气体排放。根据TUGraz研究所的数据，仅在奥地利，轨道维护工作每年就会产生9,600吨CO2。

Landgraf说：“可以假设，这种机器将来也将受到更严格的监管。”铁路公司也越来越意识到减少负面环境影响的必要性。奥地利联邦铁路(ÖBB)、荷兰的Prorail、德国铁路和其他铁路公司最迟不希望从2030年开始采购任何新的化石燃料机械。

建筑、车辆和铁路之间的交叉

替代驱动技术主要是为公路车辆开发的。“轨道工程机械也是车辆，但就类型而言，它们更像是在轨道上行驶的建筑机械，”MatthiasLandgraf解释道。

即使已在一定程度上用于建筑行业的替代驱动器本身也适用于轨道工程机械，替代动力轨道施工机械的能源供应基础设施，例如，用于为牵引电池充电或为氢气罐加油，转向与铁路基础设施本身密切相关。

有许多因素对轨道工程机械的无化石未来至关重要。根据MatthiasLandgraf的说法，联合研究的结果将支持轨道工程机械替代驱动技术的评估以及机会和风险的权衡。

“在最好的情况下，这些结果将被纳入法规和招标指南。这将极大地帮助跟踪建筑设备制造商的重新思考和重组，”Landgraf说。ÖBBInfrastrukturAG已迈出重要一步，从Plasser&Theurer采购了56台替代动力维护机器，其中第一台最早将于2023年投入使用。

一个重要的附加因素是，铁路部门的无化石辅助车辆不仅对减少铁路的碳足迹做出了重大贡献。电动轨道车辆避免了氮氧化物和颗粒物的排放，最重要的是，它更安静——这对居住在铁路沿线或自己在机器上工作的人来说尤其有利。