Millised näevad välja tuleviku reisirongid?

Kui šoti hiina õpetlane James Legge 1873. aasta kevadel Shanghaist Pekingisse lahkus, kestis teekond tal kaks nädalat. Esmalt jõudis ta paadiga Tianjini ja seejärel muuliga Hiina pealinna. Tänapäeval kestab sama 1200 km pikkune teekond kiirraudteel veidi üle nelja tunni. Lend kahe linna vahel kestab kaks tundi ja 20 minutit. Mis Euroopasse puutub, siis Milanost Rooma sõidavad Frecciarossa kiirrongid, mis jõuavad sihtkohta vähem kui kolme tunniga ning Tokyost Osakasse – Shinkanseni kiirrongid – kahe ja poole tunniga.

Inimesed pole kunagi reisinud nii kiiresti ja lihtsalt kui praegu. Kuid sellel mugavusel on oma hind: transport moodustab 20% ülemaailmsetest süsinikdioksiidi heitkogustest ja viimase kolme aastakümne jooksul on transpordi süsinikdioksiidi heitkogused kasvanud kiiremini kui ühestki teisest allikast. See kehtib eriti õhutransport, mille heitkogused kasvasid kiiremini kui raudtee- või maanteetranspordist. Sellega seoses tekib küsimus: kas on võimalik sõita suurel kiirusel ilma planeeti tapmata? Ja kui jah, siis kuidas?

Kiirem, puhtam, keskkonnasõbralikum ja täiustatud tehnoloogiatega varustatud raudtee on ainus transpordiliik, millel on praegu kõik võimalused saada meie tulevaste liikumisvajaduste rahuldamise aluseks. Kuna 200. aastal saabub esimese reisijateraudtee 2025. aastapäev, on rongid olulisemad kui kunagi varem, et tagada jätkusuutlik liikuvus maailmas, mis seisab silmitsi kliimamuutuste, kasvava linnastumise ja rahvastiku kasvu väljakutsetega. Maailma linnaelanikkond kasvab kiirusega kaks inimest sekundis, luues iga päev 172800 90 uut linnaelanikku. Kuigi mõnedes maailma piirkondades, näiteks Euroopas ja Jaapanis, rahvastik väheneb, toimub XNUMX% rahvastiku kasvust arengumaade linnades ja megalinnades.

Et need kiiresti kasvavad linnad, piirkonnad ja metropolid saaksid liikuda, ei ole tõhus ühistransport mitte ainult soovitav, vaid ka vajalik.

Kui kiired võivad kiirrongid olla?

Uued elegantsed "kiirrongid" jõuavad sageli pealkirjadesse, kuna liinide võrk Euroopas ja Aasias kasvab jätkuvalt ning uusi liine on kavandatud või juba ehitatakse sellistes riikides nagu Prantsusmaa, Saksamaa, Hispaania, India, Jaapan ja palju suuremas mastaabis, Hiinas, kus kiirvõrk ulatub 2025. aastaks 50000 XNUMX km-ni.

Kui vastuoluline kiirraudtee 2030 (HS2) liin valmib 2. aastate alguses eelarveületamise ja haavatavate maastike tõttu, on Inglismaal maailma kiireimad regulaarrongid, mis sõidavad tavaliselt 362 km/h, kuid võivad kiirendada. kuni 400 km/h.

Ühendades Jaapani kiirrongitehnoloogia Briti disainiga, muudab 2 miljardi dollari väärtuses HS2,5 lennukipark revolutsiooniliseks pikamaareiside reisimiseks Londoni ja Inglismaa Midlandsi ning põhjapoolsete linnade vahel. Kaugliinide üleviimine HS2-le vabastab ka olemasolevatel raudteedel väga vajalikku läbilaskevõimet, et vedada rohkem kohalikke reisijaid ja kaupa.

Kuid pärast mitut aastakümmet tegutsemist on sellised riigid nagu Prantsusmaa, Jaapan ja Hiina jõudnud järeldusele, et kiirrongide opereerimisest saadav kasu kiirusel üle 320 km/h kaalub üles oluliselt suuremad hooldus- ja energiakulud. Nüüd ei piirdu Jaapani ja Hiina kiirrongide tunnustatud liidrid "teras terasel" tehnoloogiaga, vaid arendavad ronge, mis suudavad arendada kiirust kuni 600 km/h.

Magnetlevitatsiooni (maglev) kasutavatel spetsiaalsetel rööbasteedel sõitvate kiirrongide kontseptsiooni on reklaamitud kui "reisimise tulevikku" rohkem kui 50 aastat, kuid välja arvatud mõned katseliinid ja Hiina marsruut, mis ühendab Shanghai kesklinna lennujaamaga. , nii on see jäänud enamasti teoreetiliseks.

Aga mitte kauaks. Jaapan investeerib Chuo Shinkanseni projekti 72 miljardit dollarit, mis on enam kui 40-aastase maglev-arenduse kulminatsioon. 286-kilomeetrine liin ühendab Tokyo ja Naga vaid 40 minutiga ning peaks lõpuks ulatuma Osakasse, lühendades 500-kilomeetrise teekonna pealinnast 67 minutile. Ehitus algas 2014. aastal ja algselt loodeti valmis saada 2027. aastaks (Nagoya-Osaka liin avati kümme aastat hiljem), kuid probleemid liinilõigu jaoks loa saamisel tähendavad, et avamiskuupäev pole praegu teada. Viivitused ja suured kulude ületamised on pannud paljud kahtlema projekti majanduslikus väärtuses.

Tõenäoliselt ei teki selliseid raskusi Hiinas, mis samuti ehitab magnetilisi transpordiliine alternatiivina lähilendudele ja välkkiire reisimise tagamiseks läbi oma tihedalt asustatud linnapiirkondade. Hiina kavatseb oma suuremate linnade ümber luua "kolmetunnised liiklusringid", muutes linnade klastrid majanduse jõujaamadeks.

Maailma suurima rahvaarvuga riigi lõunaosas, Hongkongi, Guangzhou ja Shenzheni hõlmavas Pärlijõe delta piirkonnas elab juba üle 120 miljoni inimese. Hiina planeerijad loodavad ühendada üheksa piirkonna linna, et luua 26000 XNUMX ruutkilomeetri suurune linnastu. Magnetpadjaga marsruudid on ette nähtud marsruutidele Shanghai-Hangzhou ja Chengdu-Chongqing, aga ka paljudele teistele, kui need osutuvad edukaks.

Teistes maailma riikides võivad tohutud kulud ja puudulik integratsioon olemasolevate raudteedega saada takistuseks maglev-tehnoloogia edasisele levikule. Tihedalt asustatud linnades juba hädas ummikute ja saastega Hiina avas ainuüksi 2021. aasta detsembris 29 uut metrooliini, mille pikkus on 582 km. Paljud teised kasvavate linnadega riigid peavad peagi eeskuju järgima, kui nad ei taha end üle koormata.

Nende ootuste täitmiseks peab raudteetööstus aga kiiresti liikuma mitmes suunas, et tagada oluliselt suurem läbilaskevõime, suurem tõhusus, töökindlus ja taskukohasus.

Mehitamata rongid

Automatiseeritud liiklus on olnud aastakümneid – Londoni metroo Victoria liin on osaliselt sel viisil toiminud alates selle avamisest 1967. aastal –, kuid tavaliselt piirdutakse autonoomsete liinidega, kus kindlate intervallidega sõidavad identsed rongid.

Viimastel aastatel on Hiina juhtinud teed juhita raudteede vallas, võttes kasutusele maailma ainsad autonoomsed kiirrongid, mis sõidavad Pekingi ja 300. aasta taliolümpiamängude vahel kiirusega kuni 2022 km/h. Jaapan katsetab ka "kuulironge", mis võivad sõita iseseisvalt terminalidest hoolduseks depoodeni, vabastades juhid kasumlikumate rongide juhtimiseks.

Üks asi on aga juhita rongide opereerimine autonoomsetel liinidel. Nende ohutu käitamise tagamine traditsioonilistel segakasutusega raudteedel, kus segunevad väga erinevate omaduste, kiiruste ja massidega reisi- ja kaubarongid, on tunduvalt keerulisem.

Suurandmed ja nn asjade internet võimaldavad transpordiliikidel omavahel ja keskkonnaga suhelda, sillutades teed integreeritumale ühendveosõidule. Intelligentsed robotid hakkavad mängima suuremat rolli infrastruktuuri, näiteks tunnelite ja sildade kontrollimisel, samuti vananevate struktuuride tõhusal hooldamisel.

Mõju keskkonnale

Vaatamata oma tõestatud keskkonnasõbralikkusele võrreldes lennundusega, on raudteel veel palju teha, et vähendada oma süsinikdiiselmootorite heitkoguseid ja saastet. Kooskõlas ÜRO kliimamuutuste eesmärkidega on paljud riigid võtnud endale kohustuse 2050. aastaks või isegi varem diiselrongid kasutuselt kõrvaldada.

Euroopas ja mitmel pool Aasias on suurem osa tihedama liiklusega liine juba elektrifitseeritud, kuid olukord varieerub peaaegu 100% elektrifitseerimisest Šveitsis alla 50% Ühendkuningriigis ja peaaegu nullini mõnes arenguriigis. Põhja-Ameerikas domineerib diisel – eriti domineerivatel kaubaraudteedel – ning Euroopas ja Aasias pole samasugust elektrifitseerimise isu.

Paistab, et akutehnoloogia mängib olulist rolli "määrdunud diislitest" eemaldumisel nii raskete vedude kui ka vaiksete reisijateliinide puhul, kus täielik elektrifitseerimine ei ole õigustatud. Praegu katsetatakse või arendatakse arvukalt akutoitel prototüüpe ning tehnoloogia arenedes peaks raudtee sõltuvus diislikütusest vähenema enne selle kümnendi lõppu.

Teiste jaoks on vesinik suureks lootuseks raudteetranspordi dekarboniseerimiseks. Spetsiaalsetes taastuvaid elektriallikaid kasutavates tehastes loodud rohelist vesinikku saab kasutada elektrimootoreid käitavate kütuseelementide toiteks.

Prantsuse rongitootja Alstom juhib teed oma vesinik-elektrirongiga Coradia iLint, mis vedas oma esimesed reisijad 2018. aastal, sillutades teed praegu valmivatele tootmisversioonidele mitmes Euroopa riigis.

Ka raudteed üle maailma seisavad silmitsi looduskatastroofidega seotud väljakutsetega. Uusi ja rekonstrueeritud raudteid projekteeritakse üha enam muutuvat kliimat silmas pidades: raudteede ohutuse ja töökindluse suurendamisel on oma osa paranenud kuivendusel, keskkonnakaitsel ja loodusmaastike taastamisel.

Samal ajal on teadlikkus lennureiside põhjustatud keskkonnakahjudest juba toonud kaasa öise rongireisi elavnemise Euroopas.

Hyperloop: tuleviku rong. Või mitte?

Tuleviku rongidest rääkides tuleks muidugi rääkida Hyperloopi tehnoloogiast. Vaakumi kasutamine kiirusel üle 1000 km tunnis – sellest me räägime. Paljude arvates muudab see meie liikumisviisi pöördeliseks. Kuid on põhjendatud kahtlusi. Lihtsamalt öeldes on see rong torus. See toimib, kõrvaldades kaks sõidukit aeglustavat tegurit: õhk ja hõõrdumine. Hyperloopi süsteem koosneb kahest põhielemendist: torudest ja kapslitest. Torud on peaaegu vaakum. Kapslid on torude sees liikuvad survestatud sõidukid. Idee on kasutada sõidukil püsimagneteid.

Nagu mootorvagunid, liiguvad ka kaunad konvoides. Kui rongivagunid ühenduvad üksteisega, võivad Hyperloopi kapslid reisida erinevatesse sihtkohtadesse. Nagu maanteel sõites, võib igaüks neist teelt lahkuda ja liikumissuunda muuta. Need võivad veergudega liituda või neist lahkuda, olenevalt suunast, kuhu nad liiguvad. Hyperloopi transpordisüsteemid on täielikult elektrilised. Lisaks mootoritele kasutatakse iga kilomeetri tagant kapslite lükkamiseks magnetikomplekti. Õhutakistuse ja hõõrdumise peaaegu täielik puudumine tähendab, et puudub vajadus püsiva jõuseadme järele. Seetõttu on vaja vähem energiat.

2013. aastal avaldas Elon Musk tehnilise dokumendi, milles kirjeldas vaakumtoru transpordisüsteemi toimimist. Sellest ajast alates on selle liikuvuskontseptsiooni kallal tööd alustanud mitmed meeskonnad üle maailma.

Hyperloop on endiselt tohutu inseneri väljakutse. Kuigi paberil on see osutunud teostatavaks, on praktikas palju rohkem väljakutseid. Lisaks märkimisväärsetele käivituskuludele nõuab torude tihendamine märkimisväärseid hoolduskulusid. Hyperloop roomikud on valmistatud terasest, mis paisub ja tõmbub kokku sõltuvalt välistemperatuurist. Selle tulemuseks on lahtised liigesed. See võib kaasa tuua märkimisväärseid hoolduskulusid. Teine punkt on maa omandamine. Lisaks tuleb veel selgeks teha paljud turvalisuse aspektid – tõrgete korral võib reisimine olla palju ohtlikum. Nii suur kiirus võib põhjustada peapööritust reisijatel, kellel on reisi ajal samuti piiratud liikumisruum.

Mitmed rühmad Euroopas ja maailmas töötavad Hyperloopi rakenduste kallal. Ületatavad väljakutsed – rahastamine, julgeolek ja maa – on aga endiselt peamised takistused Hyperloopi kasutuselevõtul. Kuni need pole lahendatud, jääb torus reisimise idee unistuseks.

Visnovki

Hinnanguliselt moodustavad 2050. aastaks reisi- ja kaubaraudteed meie transpordivõrkude selgroo ning multimodaalsete sõlmpunktide vahelised kaugliinid on osa kohalikest võrkudest. Vajaliku poliitilise ja tehnilise toe olemasolul hakkab raudteel olema järjest suurem roll ka rahvusvahelistes vedudes, pakkudes kvaliteetset alternatiivi maanteetranspordile ja lähilendudele.

Lähitulevikus põhinevad investeeringud kogu maailmas endiselt suuresti traditsioonilistel teras-terasel raudteedel. Pole põhjust kahelda, et see määrab raudteetranspordi tuleviku veel aastakümneteks – täpselt nagu see on olnud peaaegu 200 aastat.

Need on kõik viisid, kuidas saame ühel päeval keskkonda kahjustamata ringi liikuda. Kuid praegu on tulevik juba käes: kiirraudtee pakub kiiret ja vähese süsinikdioksiidiheitega võimalust linnade vahel reisimiseks. Kui James Legge peaks täna Pekingisse sõitma, poleks tal laeva vaja ja muula kindlasti ka mitte. Ta läheks lihtsalt rongi peale.

Loe ka:

• Millised näevad välja tuleviku reisilennukid
• 6 mandritevahelist ballistilist raketti (ICBM), mis võivad maailma lõpetada