Intermittierende Elektrifizierung mit Batterie-Lokomotiven und die Post-Diesel-Zukunft der nordamerikanischen Frachtschienen

Veränderte Einstellungen, Vorschriften, öffentliche Politiken und internationale Verträge in Bezug auf fossile Brennstoffe werden die Frachtschienen voraussichtlich in Richtung kohlenstoffneutraler Technologien führen. Nur die elektrische Traktion erreicht jedoch die Leistung von diesel-elektrischen Lokomotiven. Die immense Leistungsanforderung von Güterzügen macht die Bemühungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG) herausfordernd, doch die Aussicht auf 7,2 Megawattstunden Batterie-elektrische Lokomotiven (BELs) bietet Hoffnung, und intermittierende Elektrifizierung kann das Laden der Batterien erleichtern. Berechnungen der Zugleistung unter simulierten realen Bedingungen zeigen, dass vier 7,2 Megawattstunden BELs 8.000-Tonnen-Züge bis zu 230 Hauptstreckenmeilen ohne Unterstützung antreiben können, bei einem durchschnittlichen Energieverbrauch von 12,5 Wattstunden/Tonnenmeile. Dies ermöglicht eine diskontinuierliche Elektrifizierung wichtiger Güterlinien, wobei „Lücken“ von bis zu 200 mi gelassen werden, um die Investitionskosten zu senken, insbesondere in schwierigem Gelände oder wo das Stromnetz dünn ist. Massive Onboard-Batterieanlagen und intermittierender Zugang zum Stromnetz für Traktionsstrom und Auffrischung bieten enorme Energieeinsparungen, indem Energie, die beim Abwärtsfahren oder Bremsen verloren geht, recycelt wird. Eine Fallstudie einer hypothetischen Klasse I-Eisenbahn ergab, dass intermittierende Elektrifizierung mit BELs mehr als 60 % kosteneffektiver war als durchgehende elektrische Bezirke und die Anzahl der Lokwechsel dramatisch reduzierte. Um die THG-Emissionen der Eisenbahnen zu senken, müssen die Regierungen die technische Entwicklung unterstützen, zeigen, dass Elektrifizierung in verschiedenen nordamerikanischen Umgebungen funktioniert, und institutionell-finanzielle Rahmenbedingungen entwickeln, um intermittierende Elektrifizierung mit BELs zu fördern, alles im Kontext massiver ökologischer und kapazitativer Aufrüstungen der elektrischen Netzwerke. Bei entsprechender Unterstützung und Anreizen könnten die Eisenbahnen des frühen 21. Jahrhunderts feststellen, dass die diskontinuierliche Oberleitungs-Elektrifizierung in betrieblicher Hinsicht große Versprechungen bietet.