在美國科羅拉多州一片塵土飛揚的沙漠中，美國第一列氫燃料電池客運列車正在試驗軌道上進行測試。
它由瑞士制造商 Stadler 制造，全稱為 FLIRT（Fast Light Intercity and Regional Train，快速輕軌城際和區域列車）。
它将很快被運往南加州，計劃在 2024 年底前成為通勤鐵路服務的一部分，運送真正的乘客。
在鐵路圈，人們對氫動力列車的看法幾乎是兩個極端。對一些人來說，它代表了鐵路運輸的未來。對其他人來說，它隻是一個巨大的、華而不實的噱頭。
運輸業是美國最大的溫室氣體排放源，在追求運輸業脫碳的過程中，電動汽車往往占據主導地位。
但為了實作拜登政府到 2050 年實作淨零排放的目标，其他形式的交通工具比如火車，也需要尋找新的能源。
鐵路脫碳的最佳方式，一直是監管機構、行業和氣候活動者激烈争論的主題。
美國加利福尼亞州已拿出了初步計劃。該州最近頒布了新規定，要求到 2030 年在該州營運的所有新客運列車都必須實作零排放，到 2035 年所有新貨運列車也都必須實作零排放。聯邦監管機構可能緊随其後。
圍繞脫碳的争論在一定程度上是技術性的，主要讨論氫燃料電池、電池或架空電線，是否能在不同的鐵路狀況下提供最佳性能。
但這也是政治問題：脫碳在多大程度上可以或應該使鐵路運輸實作更廣泛轉型。
幾十年來，政府在很大程度上聽從了大型貨運鐵路企業的意願。脫碳可能會改變這種現象，或者進一步鞏固這種現象。
到目前為止，氫一直在加州大受歡迎。在過去的一年裡，加州交通部（Caltrans）訂購了 10 列氫燃料 FLIRT 列車，耗資 2.07 億美元。
在開頭提到的氫燃料列車服役後，下一條接收氫列車的鐵路線可能是中央谷地（Central Valley）地區的鐵路服務。
這條線路将連接配接薩克拉門托和加州高速鐵路，這是一條正在建設的系統，最終将連接配接洛杉矶和舊金山。
通過分析不同的零排放鐵路技術，加州交通運輸局發現，由車載燃料電池将氫轉化為電能的氫列車，比普通電動列車有更好的續航裡程和更短的充能（加氫或充電）時間。
氫燃料電池也比架空電線（或行業用語中的“電氣化”）更便宜。在該州的三條主要城際線路上安裝架空電線預計需要 68 億美元。
加州高鐵及其在灣區 Caltrain 通勤服務上的共享軌道都将由架空電線供電，因為電氣化是達到每小時 160 公裡以上速度的必要條件。
（來源：AI 生成，圖文無關）
與此同時，在加州其他客運網絡上安裝架空電線需要獲得美國 BNSF（Burlington Northern Santa Fe Railway）鐵路公司和聯合太平洋鐵路公司的同意。這兩家大型貨運鐵路公司擁有該州的大部分鐵軌。
這讓電氣化方案變得更加複雜，因為兩家公司長期以來一直反對在鐵軌上方安裝電線，理由是這可能會幹擾雙層貨運列車。
根據行業貿易組織美國鐵路協會的一份報告，對全美 14.4 萬英裡的貨運軌道進行電氣化将耗資數千億美元。
該組織聲稱，即使将較短的軌道段電氣化，也會導緻列車交通持續中斷，原本使用火車的貨運客戶也會是以轉去使用卡車。
電氣化還需要電力公司的合作，使鐵路容易受到其他幹擾，包括可再生能源開發商的電網連接配接延遲。
工程和建築公司 HDR 的工程師馬爾辛·塔拉斯凱維奇（Marcin Taraszkiewicz）曾參與加州交通局的氫列車項目，他說：“我們在城市化地區之外有很長一段軌道。
為那些崎岖不平的地方供電可能是一個挑戰，尤其是當基礎設施必須設計成能夠抵禦野火和地震等自然災害時。如果電線壞了，你就會有麻煩。”
美國鐵路協會認為加州的鐵路排放法規太多、太快了，尤其是考慮到貨運鐵路的燃油效率已經是卡車運輸的三到四倍。
2023 年，美國鐵路協會就其最新的鐵路排放法規起訴了該州，該案件仍在審理中。
盡管該協會通常更喜歡将氫而不是電氣化視為一種長期解決方案，但它認為這種替代技術還不夠成熟，無法滿足行業的需求。
一個名為 Californians for Electric Rail 的組織也認為氫是一種不成熟的技術。
該組織的創始人阿德裡安娜·裡佐（Adriana Rizzo）表示：“從環境和成本的角度來看，這是一種非常重複和不夠直接的方式。”
合成、運輸和使用這種微小的氫分子可能效率很低。目前，氫動力列車每公裡所需能量大約是架空電線列車的三倍。
同時，氫的環境效益（使用這項新技術的目的）在很大程度上仍然是理論上的，因為今天絕大多數的氫是通過燃燒甲烷等化石燃料産生的。
天然氣公用事業公司一直是氫能行業最大的助推力量之一，因為它們已經能夠生産和運輸天然氣。
關于氫動力列車的優點，人們衆說紛纭。2022 年，在一項試點項目結束之後，德國巴登-符騰堡州認定從長遠來看，這項技術的營運成本将比其他零排放替代方案高 80%。
加州交通運輸局負責鐵路的助理副局長凱爾·格拉丁格（Kyle Gradinger）認為，關于氫列車的問題，有一些“社交媒體誇大”的說法。
他說，在測試中，氫動力 FLIRT 列車“即使不是更好，也和我們預期的一樣好”。
格拉丁格說，由于氫動力列車也使用電動機，是以它提供了許多與由架空電線供電的列車相同的好處。這兩種技術都将比柴油火車更安靜、更清潔、更快。
加州交通運輸公司希望，到 2030 年所有列車所需的氫氣都來自零排放源，這一目标得到了拜登政府 2023 年釋出的清潔氫氣規則草案的支援。
加利福尼亞州是美國七個“氫能中心”之一，公私合作夥伴關系将從美國《基礎設施投資和就業法案》中獲得數十億美元的補貼，以用于開發氫能技術。
格拉丁格說，現在說加州交通運輸局是否能夠通過這些補貼為其氫燃料站和供應鍊籌集資金還為時過早，但這肯定是有可能的。
到目前為止，加利福尼亞州是美國唯一一個購買了氫動力列車的州。
然而，像裡佐這樣的支援者擔心，所有這些對氫能基礎設施的投資都會阻礙加州客運鐵路的變革。
裡佐說：“為什麼我們要投入數百萬美元購買新列車，建設所有這些基礎設施，然後依舊承受和現在同樣糟糕的服務？這些系統可以承載更多的乘客。”
裡佐的團隊、以及加利福尼亞州和内華達州鐵路乘客協會等盟友認為，脫碳是一個建設更好的基礎設施的機會，讓它們和世界各地絕大多數快速客運列車服務（的基礎設施）處在同一水準上。
盡管架空電線的前期投資很高，但電氣化可以通過不斷提供廉價高效的能源來降低營運成本。
電氣化還提高了加速度，使列車可以更緊密地排班，具備了提供更好服務的潛力。這種服務模式功能上更像城市地鐵系統，而不是每天一趟。
加州交通局有一個大幅提高鐵路服務和速度的長期計劃，這可能最終需要通過架空電線實作電氣化。
但該機構認為，至少在未來幾十年，氫能是實作該州雄心勃勃的氣候目标的最可行方式。
隻不過，資金、政治意願以及與貨運鐵路和公用事業公司鬥争的欲望還沒有完全就緒。
格拉丁格說：“如果你能實作的話，金标準就是架空接觸網電氣化。但至少在未來十年或二十年内，我們不會在城際方面達到值得投資的服務水準。”
裡佐希望，随着聯邦政府制定更多的鐵路排放法規，通過架空電線為鐵路供電的動機将越來越充分。
其他國家也得出了這樣的結論。2015 年，印度的政策變化使得該國近一半的鐵軌在不到十年的時間内實作了電氣化。
英國的脫碳交通計劃指出，電氣化将是鐵路行業脫碳的“主要途徑”。
這些變化與強大的貨運業相得益彰。世界上最強大的列車是電動的，它們負責在南非和中國運輸礦石。
2002 年，俄羅斯完成了 9170 多公裡長的跨西伯利亞鐵路的電氣化，證明了用電線運作的貨運列車可以在非常惡劣的狀況上運作很長的距離。
美國的情況也可能發生變化，盡管變化很緩慢。BNSF 鐵路公司對其在南加州的一條走廊的電氣化立場似乎有所軟化，允許加州高鐵公司在其上面修建架空電線。
裡佐和她的團隊希望通過推動州立法，使架空電線不受《加州環境品質法》的限制，進而使這些項目變得更容易。
2015 年，富裕的灣區郊區阿瑟頓因樹木移除和視覺影響提起了環境訴訟。
該訴訟将加州大學洛杉矶分校的電氣化項目推遲了近兩年。是以，在法律層面的努力可以預防類似的情況發生。
新的創新可能會模糊不同種類的綠色鐵路技術之間的界限。
加州鐵路管理局已經訂購了一列配有電池的電氣化列車，該列車可以在從舊金山到聖何塞的途中充電，然後使用電池繼續行駛到吉爾羅伊和薩利納斯。
将來有一天，類似的系統可能會部署在南加州，那裡的火車可以通過洛杉矶的交通系統充電，并在通往聖巴巴拉和聖地亞哥的更偏遠地區使用電池。
新的氫技術也可能為客運鐵路帶來變革。在科羅拉多沙漠中測試的 FLIRT 列車是 1.0 版本。
在未來，使用氨作為氫載體可能會使氫列車的續航裡程更長，以及更絲滑的加氫。
塔拉斯凱維奇說：“有了氫，就有了更多進步的空間。”
但塔拉斯凱維奇也警告說，在美國這樣一個過去一個世紀都很少在客運鐵路上投資的國家，新技術能做到的隻有這麼多。
美國的鐵路經常缺乏待避設計、立體交叉結構和現代信号系統。他說，更快、更頻繁的客運服務面臨的主要障礙“不是列車技術，而且其他東西。”
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