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為啥内燃機車不能代替高鐵重回春運,中國鐵路難道一定要電氣化?

作者:向知平

武鐵安排四十多輛内燃機車随時應急,難道祖師爺内燃機車要重新回歸春運了嗎?

為啥内燃機車不能代替高鐵重回春運,中國鐵路難道一定要電氣化?

武鐵釋出的相關消息

凍雨讓整個中部鐵路網陷入一時癱瘓,但凡是電氣化的動車和綠皮車無一幸免,一場關于内燃機車該不該淘汰的争議爆發,很多人有疑問,為何不讓内燃機車來代替動車承擔春運運輸呢?

大家很容易走入一個誤區,認為綠皮車都是内燃機車,其實不然,中國鐵路經曆數十年的電氣化改造後,截至2020年,全國鐵路電氣化率高達72.8%。

現在哪怕是綠皮車,大部分也是電力機車。很好區分的一個辦法就是觀察綠皮車頂部有沒有接觸網和受電弓,如果有就是電力機車。

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綠皮車大部分也是電力機車

因為數量不足,現在内燃機車也隻能作為應急備用,不能大規模代替電力機車進行春運。内燃機車被電力機車取締是不可逆的,但絕對不會被淘汰消失。

在高原和電網覆寫不足的地方内燃機車仍在運作。2019年青藏鐵路一次性就給配了36台新内燃機車,從西甯到拉薩站,火車必須在中途的格爾木站更換成柴油機車,因為從格爾木進入青藏高原後,就不再用電了。

值得一提的是,青藏高原缺氧氣壓低,必須要有帶渦輪增壓器的高原内燃機車,鐵路初期用的進口的NJ2,這次換代的36台内燃機車是國産高原型和諧HXN3機車。

為啥内燃機車不能代替高鐵重回春運,中國鐵路難道一定要電氣化?

内燃機車是國家面對重大自然災害和戰時的運力保障。電氣化鐵路雖然高效,但是對極端氣候的抵抗很脆弱,光接觸網結冰這個世界難題就沒有有效的辦法解決。

08年大規模雪災也正值春運,當時很多客運線路也用上了内燃機車,甚至把調車機車拉到線上,最終才保證了最基本的運力。

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接觸網人工去冰

中國鐵路電氣化改造遠比大家想象的早。1965年鐵道部提出“内、電并舉,以内為主”,對搞電氣化鐵路的積極性并不高。

因為在1958年北京二七機車廠仿造制成了國産首台内燃機車,随後大連機車、四方機車等掀起了國産内燃機車研發潮流,再加上大慶油田大規模開采,國内鐵路基本都在跑内燃機車。

1961年鐵道部選中寶成鐵路寶雞到鳳州段試建電氣化,運輸效率等有明顯優勢,等到1977年鐵道部改變了牽引動力的方案,第一次提出“以電為主”的技術路線。但這次列車牽引動力技術路線的變動更像是口頭上的,因為直到1985年,全國鐵路總裡程隻有8%完成了電氣化改造。

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華允璋總師對1983動力技術路線的介紹

1983年在全國鐵路運力短缺的情況下,鐵道部第一次對外釋出了《鐵路主要技術政策》,這次算是立了個目标,那就是在2000年前“電力牽引”要占主導地位,其次要合理發展内燃動力牽引。

雖然定了目标,但支援内燃的并不比支援電氣化的聲音低,兩種聲音的争論導緻1988年定下的目标直到世紀末也沒有如期完成,此時占主導的還是内燃機車。

2004年鐵道部《中長期鐵路網規劃》獲批,全國進行鐵路電氣化改造的規劃正式确定。

2005年鐵道部對國内最繁忙的路線——京滬鐵路電氣化改造完成,電力牽引運力高、運輸能力強的事實終于讓“支援内燃的聲音”信服,這個時候“以電為主”的技術路線才算是真正的開始落實,而不是以前口頭上的。

08年大量還未退役的内燃機車保障了最基本的運輸,幫忙渡過了難關,為何大陸還要堅持淘汰内燃機車搞電氣化呢?

根據北京周報的一篇文章,2008年中國鐵路電氣化率隻改造到了32.7%,全國一共1.83萬台鐵路機車,其中超一半竟都是内燃機車(67%),是以說内燃機車是春運的最基本保障不是随口提的。

為啥内燃機車不能代替高鐵重回春運,中國鐵路難道一定要電氣化?

武漢鐵路在2月6日安排了48輛内燃機車待命,就是為了應對接觸網結冰等緊急情況的。

我們從實體學角度切入,探讨為啥中國鐵路必須且一定要電氣化。

我們來看這張圖,速度越快,機車空氣阻力和總能耗是根據機車速度呈指數增長的。那麼對應機車越快,所需要的功率越大。

為啥内燃機車不能代替高鐵重回春運,中國鐵路難道一定要電氣化?

之前國内内燃機車運作速度基本都在每小時80公裡到160公裡之間,随着高鐵的普及,機車時速想要達到350公裡,提供的功率大緻要達到近25兆瓦,但内燃機車的火車頭一般燒油隻能提供5兆瓦左右,根本達不到350公裡時速需要的功率。

可見鐵路必須電氣化的一個重要原因,就是電力機車比内燃機車跑的更快,裝的更多。

是以這裡就牽扯到上世紀“電力牽引”和“内燃牽引”争論的焦點——大規模投資輸電網搞鐵路電氣化到底值不值?

因為想要給電力機車提供如此高的功率,就必須建立對應功率需求的輸電網,在當時來說基礎設施投資的負擔非常大,關鍵鐵路電氣化,後期對輸電網維護的成本也非常大,而内燃機車的維護成本就要小的多。

為啥内燃機車不能代替高鐵重回春運,中國鐵路難道一定要電氣化?

高鐵及其周邊配備的電網

我看很多人讨論美國為什麼不建高鐵,給出的理由很多,比如美國本土有上萬座機場,短途出行靠小汽車,長途出行坐飛機就足夠了,高鐵和客運火車完全沒有必要搞。

這些理由忽視了很關鍵的一點——美國鐵路根本就沒有電氣化,也沒有對應的輸電網,他們不願意搞、沒時間搞、也賠不起。鐵路在美國作為公共基礎設施,就是要賠錢吃補貼的,更沒法私有化。

上世紀80年代提出“以電為主”的牽引動力技術路線,一直拖沓沒完成目标,就是因為電氣化鐵路網受限于電網的發展。鐵路想要電氣化,電網的建設就要先走在前面,那時我們家裡總是缺電斷電,更是反映了上世紀電網建設緩慢的局面。

為啥内燃機車不能代替高鐵重回春運,中國鐵路難道一定要電氣化?

鐵路電氣化是大勢所趨,同等大小的電力機車和内燃機車,前者性能對後者簡直是碾壓。

我們仔細觀察應該發現,國家每個超級工程,之間或多或少有着聯系,從西電東送等電力工程的進行,到鐵路電氣化的改造,并不是說為了電氣化而搞電網,因為全國電網覆寫更多是解決了生活和工業用電,而對于鐵路電氣化更像是水到渠成。

總之在接觸網結冰這個難題沒有解決之前,内燃機車永遠不會退出春運舞台,它永遠是我們面對突發災害的兜底存在。而在今後,電力機車為主,内燃機車為輔才是鐵路運輸在任何時候強有力的保障。

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