La decarbonizzazione delle ferrovie britanniche richiede un'azione urgente: ecco come si potrebbe fare

La decarbonizzazione delle ferrovie britanniche richiede un'azione urgente: ecco come si potrebbe fare Jevanto Productions / Shutterstock

La gara è iniziata raggiungere emissioni di carbonio nette-zero nei prossimi decenni - e la strada per un Regno Unito a zero emissioni di carbonio attraversa le sue ferrovie. Il trasporto rappresenta attualmente 26% di tutte le emissioni di carbonio nel Regno Unito e solo 1% di questo viene dai treni.

I treni sono una delle forme più ecologiche di trasporto di massa disponibili, rilasciando 0.046kg di anidride carbonica (CO₂) per chilometro che ogni passeggero percorre. Un'auto diesel è più che doppia rispetto a 0.117 kg.

Questo è probabilmente il motivo per cui il trasporto su strada e l'aviazione sono i più popolari fonti di riduzione delle emissioni. Potresti aver sentito parlare di piani per 2040 elimina completamente i veicoli a benzina e diesel, per esempio. Ma le grandi decisioni su come alimentare i treni della Gran Bretagna sono in realtà le più urgenti.

Le auto sono in genere in servizio solo per 10 anni o giù di lì, mentre i treni continuano per 40 o anche per 50 anni. I treni costruiti oggi saranno in "mezza età" da 2050, quando il Obiettivi del Regno Unito la domanda di emissioni di gas serra deve essere ridotta a zero.

La decarbonizzazione delle ferrovie britanniche richiede un'azione urgente: ecco come si potrebbe fare Le automobili e la rete stradale ricevono molta attenzione per la decarbonizzazione. Ross Sneddon / Unsplash, CC BY

Ciò significa che devono essere treni a zero emissioni di carbonio ordinato e consegnato da 2025 in poi rimanere sulla buona strada con questa sequenza temporale di decarbonizzazione. Attualmente gli unici treni che potrebbero soddisfare questi criteri sono elettrici, ma solo 42% di traccia nel Regno Unito è elettrificato e lo 29% dell'attuale flotta britannica lo è funziona esclusivamente con gasolio. Questi treni dovranno essere riprogettato o demolito prima che arrivino alla fine della loro vita utile per raggiungere gli obiettivi del governo.

Quindi cosa bisogna fare per trasformare l'invecchiamento e l'inquinamento della flotta ferroviaria britannica nel transito di massa a zero emissioni di carbonio del futuro?

In pista per 2040

Il Regno Unito ha già elettrificato per circa due quinti della rete ferroviaria, il che significa che alcuni di questi treni sono alimentati esclusivamente da corrente elettrica e non rilasciano emissioni di carbonio locali. Ma sono verdi solo come la rete elettrica che li alimenta - e sebbene il Regno Unito abbia fatto progressi incoraggianti lontano dai combustibili fossili, continuano a rappresentare circa la metà di tutta l'energia generata.

I treni diesel sono più versatili in quanto possono lavorare su quasi il 60% delle linee che non sono elettrificate e la parte che è. L'energia diesel può anche trasportare carichi eccezionalmente pesanti e quindi viene spesso utilizzata nel settore del trasporto merci. Ma il Regno Unito non è stato in grado di ordinare nuove locomotive diesel per il trasporto di merci dal 2008, perché nessuna delle attuali rotabili rispettare gli standard di emissione stabiliti. Ciò ha effettivamente costretto il settore del trasporto merci a utilizzare locomotive piuttosto anziane - alcune già dagli 1950 - che sono più inquinanti.

L'industria ferroviaria dovrà eliminare l'energia diesel prima di 2040 poiché il carburante diventa sempre più costoso e inaccettabile per il pubblico, in particolare date stazioni intrappolano le emissioni dei treni, minacciando la salute di passeggeri e personale. Data la diffusione della potenza elettrica sulle rotaie, potrebbero funzionare i motori ibridi diesel-elettrici?

Ibridi diesel-elettrici

Questi motori ibridi utilizzano l'elettricità dove sono disponibili terzi binari elettrificati o linee aeree e diesel altrove. Nuovi ibridi sono stati ordinato per rotte dentro e fuori da Paddington, una delle stazioni ferroviarie più trafficate di Londra. Alcuni treni passeggeri più vecchi lo sono stati convertito in ibrido, ma con scarso utilizzo dall'industria ferroviaria.

Ciò potrebbe ridurre l'uso del diesel a breve termine, ma non è una soluzione a lungo termine per rimuovere il diesel da 2040.

La decarbonizzazione delle ferrovie britanniche richiede un'azione urgente: ecco come si potrebbe fare I treni 73 della British Rail Class sono principalmente locomotive elettriche con piccoli motori diesel. Phil Scott / Wikipedia, CC BY-SA

Batterie

L'uso delle batterie come fonte di energia di un treno è stato testato in Germania a bassa velocità e con carichi leggeri, utilizzando batterie al piombo tradizionali. È una tecnologia collaudata, quindi economica e affidabile, ma le batterie hanno una durata limitata e sono realizzate con liquidi corrosivi e materiali preziosi.

Le batterie agli ioni di litio sono state provate nel Regno Unito fornendo un fonte di alimentazione aggiuntiva per il motore elettrico su un treno. Sfortunatamente, questi potevano viaggiare solo fino a 50km una volta separato dai cavi aerei. I treni batteria possono funzionare solo su percorsi specifici e non possono essere facilmente sostituiti quando falliscono, causando interruzioni e ritardi.

Carburante a idrogeno

Celle a combustibile a idrogeno può generare elettricità sostenibile attraverso una reazione chimica tra idrogeno e ossigeno. Questo può alimentare case, uffici, fabbriche, automobili e trasporti pubblici, rendendoli liberi di carbonio e indipendenti dalla rete elettrica principale. Invece di un serbatoio di diesel e un motore, il treno ha un serbatoio di idrogeno e una cella a combustibile che combina l'idrogeno con l'ossigeno dell'aria, senza combustione. Con la sola emissione di acqua, le celle a combustibile forniscono energia e non hanno emissioni.

Sembra buono ma, come fonte di energia, l'idrogeno ha una bassa densità di energia, il che significa che i treni avrebbero bisogno di uno spazio molto ampio per immagazzinare il carburante. Per confrontare, un litro di diesel contiene megajoule di energia 36 ma un litro di idrogeno ha solo megajoule di 1.81. Questo non è un problema per una bella auto leggera, ma un grosso problema quando una grande locomotiva deve trainare carri 40 - e ogni vagone pesa forse quanto 80 tonnellate.

Inoltre non aiuta che nel Regno Unito non esistano strutture per fabbricare o distribuire grandi quantità di Idrogenazione. Tuttavia, è ragionevole aspettarsi che ciò possa essere risolto nei prossimi dieci anni mentre il governo e le imprese corrono per produrre i carburanti del futuro.

Il futuro

Quindi, ci sono una serie di opzioni e nessuna di esse è una soluzione perfetta da sola. Ognuno può essere utilizzato dove sono più appropriati e spostare gradualmente la ferrovia britannica lontano dai combustibili fossili. È improbabile che l'industria del trasporto merci fornisca soluzioni praticabili da sola, quindi il governo dovrebbe incaricare le imprese di trasformare le loro operazioni. Investimento in tecnologia a zero emissioni e INNOVAZIONE potrebbe incoraggiarlo.

Per far muovere le cose, c'è molto da cambiare nel modo in cui le cose attualmente funzionano. Gli operatori ferroviari dovrebbero perdere il diritto di utilizzare motori diesel inquinanti e questi dovrebbero essere sostituiti a intervalli di dieci anni. Alle città potrebbe essere concesso il diritto di addestrare gli operatori di treno per inquinare in modo simile al zone a basse emissioni che esistono in diverse città del mondo. Una politica che è attesa da tempo sarebbe la demolizione di diesel esente da dazio che gli operatori ferroviari attualmente godono.

La revisione degli aspetti più inquinanti del sistema ferroviario del Regno Unito non avverrà dall'oggi al domani, ma per rimettersi in carreggiata con 2040 e oltre, le grandi decisioni sulle ferrovie britanniche devono essere prese proprio ora.

Circa l'autore

Marcus Mayers, Visiting Research Fellow, Manchester Metropolitan University e David Bamford, professore di gestione delle operazioni, Manchester Metropolitan University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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