《德国VDE的研究发现蓄电池动车组比氢能源动车组购买和运行成本低35%》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2020-11-23
  • 一项针对蓄电池电力动车组(BEMU)和氢能源电力动车组(HEMU)替代柴油动车组的成本效益研究表明,与等量的氢燃料电池相比,蓄电池电力动车组的购买和运行成本可节省多达5900万欧元(35%)。
    此外,在30年的工作寿命中,能源成本和燃料蓄电池的多次更换意味着氢动力列车的使用成本也要高于其替换的柴油动力列车。
    该报告由德国政府资助的电气、电子和信息技术(VDE)电气标准与研究协会发布,并委托其为负责地区运营招标的德国16个联邦州政府提供建议。
    但是,该研究假设仅使用通过可再生能源发电电解产生的“绿色”氢气。实际上,在某些情况下,会使用价格更便宜的所谓的“灰氢”,它是化学和石油工业的副产品。
    该研究还假设氢比电贵,因为首先需要电来产生氢。但事实可能并非如此,因为与大多数地区白天列车运行所用的电相比,由于需求低得多,夜间生产氢气所用的电可能会便宜得多。
    这项研究是使用以北莱茵-威斯特法伦州迪伦(Düren)为中心的区域网络作为案例研究进行的,计算还综合考虑了诸如能源使用、列车速度和时刻等因素。
    目前,除了迪伦站附近铁路网络,周边网络还没有实现电气化,但是该研究对2026年该网络的计划状况进行了分析建模,未来从该镇辐射出的三条线路中的两条将实现电气化。
    该报告还发现,常规运行采用蓄电池电力动车组的情况正在迅速增加,目前3120万公里的德国铁路已完全为蓄电池电力动车组运行签约或招标。相比之下,氢动力列车仅占520万公里,仅限于下萨克森州和黑森州的两份合同,这两份合同均使用阿尔斯通iLINT列车。
    德国已承诺到2050年取消柴油动力列车,预计从2025年起不再订购柴油动车组。但是,仍有2.329亿公里的路程是柴油动车组在运行服务。

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    • 编译者:田儒雅
    • 发布时间:2017-11-28
    • 粪便是有用的肥料,将其中有价值的氮、磷和钾转化到土壤中,可助力庄稼生长。但是,粪便处理也是饲养家畜时必须面对的现实问题。其气味令人厌恶,同时也存在气体排放、养分流失、可能造成水污染等问题。家畜无时无刻不在产出粪便,转移粪便需要把握好时机。因此,把粪便转移到农田应根据植物营养需要、土壤潮湿程度和温度等条件计算好时间。 那么农民该如何解决时效性等问题呢?城市的下水道和水处理系统负责解决人类的排泄物,农场的蓄粪池可以储存粪便直到时机成熟,这解决了时效性和粪便转移的问题。但是蓄粪池的气味问题怎么解决呢?除了气味不方便处理之外,粪便排出的气体还会造成大气污染和气候变化,甲烷、一氧化二氮、氨气和硫化氢就是例子。 美国科学家布赖恩·多尔蒂(Brian Dougherty)和他的同事们研究了很多方法来减少这些负面影响,生物炭覆盖是目前可行的一种方式。生物炭是一种植物物质,它是稻草、木质物残体或是玉米秸秆等,在低氧至无氧的环境下加热到高温,产出的一种黑色富含碳的类似于木炭的物质。生物炭就像海绵,里面有着大量孔隙空间结构。它的外表也许看起来很小,但是里面空间却很大。几盎司(1盎司约等于0.028千克——编者注)生物炭的内部空间就能和一个足球场一样大,所以它有很大的潜在空间容纳水和营养物质。除了隐藏的存贮能力,生物炭的表面往往具有化学物质负载能力,这样生物炭就能吸附并保存氮、磷、钾离子、金属和其他复合物。生物炭还可以漂浮,这一属性意味着它可以在水表面收集气体。 为了证明生物炭的养分吸附能力,科学家研究了两种不同营养水平的液态肥料,还研究了在不同温度下制作的两种生物炭。实验证明生物炭多少有点易变,在不同温度下会呈现出不同的特性。研究还发现,生物炭从肥料营养成分高度集中的地方汲取的营养最多。这是因为,生物炭会汲取它可以汲取的一切,所以接触的养分越多,它的汲取潜力也就越大。 为了探索生物炭能否解决蓄粪池的气体排放问题,科学家们还测量了每个粪桶顶端的氨。氨和硫酸盐是肥料气体排放的主要来源。实验证明,经过冷却处理的生物炭吸附效果最好,能将氨气减少72%~80%。但是由于它能更好地漂浮而且往往能防水,因此它在吸收并吸附营养方面比加热过的生物炭效果要差。 同时,掩蔽物的研究没能避开一个明显的问题,即生物炭或是秸秆能更好地改善气味散发吗?人类的鼻子自然知道答案,因此多尔蒂招聘了一组裁判。尽管天气会有所干扰,在12周的实验中低温和雨水影响了气味的强度。然而,3个不同品种的生物炭都被证明可以减轻液体牛粪的气味散发,而秸秆覆盖却没有什么效果。 生物炭价格目前比秸秆的高,但是科学家们认为,生物炭可以得到更好的经济回报:剩余的农场和林场废弃物可以用来现场制作生物炭,这一过程产生的能量可以在天气寒冷的几个月里用于烧水和房间供暖。如果使用复杂设备还可以将它用来发电、生产燃料和其他副产品。生物炭用于肥料后还可以撒在需要的农田上,剩余的可以作为高价值肥料产品出售。 此外生物炭还有巨大的环境效益。“只要能防止气体逃离蓄粪池就是好东西,”多尔蒂说道,“生物炭用于土壤(尤其是贫瘠的土壤),能产生很大的作用。制作生物炭还可以帮助降低大气中二氧化碳的水平。它可以将作物成长时吸收的一部分二氧化碳以非常稳定的碳形式最终保留在土壤中。整个过程会带来很多好处。” 多尔蒂表示:“下一步工作非常重要,包括研究生物炭各种特性的利弊,通过进一步开展实验以确定合适的生物炭制作温度、颗粒大小、酸碱度和浮力属性。” (编译 田儒雅)
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