बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रेनें पर्यावरणीय न्याय, लागत बचत और प्रदान कर सकती हैं

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बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रेनें पर्यावरणीय न्याय, लागत बचत और प्रदान कर सकती हैं

क्रेडिट: पिक्साबे/सीसी0 पब्लिक डोमेन

ट्रेनें अमेरिका में लंबे समय से विद्युतीकरण के प्रयासों से अलग हैं क्योंकि वे परिवहन क्षेत्र के उत्सर्जन का केवल 2% हिस्सा हैं, लेकिन डीजल मालगाड़ियां सालाना 35 मिलियन मीट्रिक टन कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन करती हैं और वायु प्रदूषण पैदा करती हैं जिससे 6.5 बिलियन डॉलर हो जाते हैं। स्वास्थ्य लागत में, जिसके परिणामस्वरूप हर साल अनुमानित 1,000 समय से पहले मौतें होती हैं। इसके अलावा, इन मौतों और प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभावों से वंचित और निम्न-आय वाले समुदायों पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है, जो माल रेल यार्ड और रेलवे के पास स्थित होने की अधिक संभावना है।


बैटरी की कीमतों में हालिया नाटकीय गिरावट ने मालगाड़ियों के विद्युतीकरण के लिए एक नई संभावना पैदा की है। यूसीएलए और यूसी बर्कले शोधकर्ताओं के सहयोग से अमेरिकी ऊर्जा विभाग के लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी (बर्कले लैब) के शोधकर्ताओं ने यह मामला बनाया है कि अमेरिका डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रेनों को बैटरी के साथ इस तरह से वापस ले सकता है जो डीजल के साथ लागत-प्रतिस्पर्धी है। ऐसा करने से इन अनावश्यक मौतों और स्वास्थ्य प्रभावों से बचा जा सकेगा और अमेरिकी माल रेल क्षेत्र को 20 वर्षों में कम वायु प्रदूषण और कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन से 94 अरब डॉलर की बचत होगी। उनका अध्ययन हाल ही में जर्नल में प्रकाशित हुआ था प्रकृति ऊर्जा.

बर्कले लैब के वैज्ञानिक और अध्ययन के प्रमुख लेखक नताली पोपोविच ने कहा, “माल-रेल क्षेत्र का तेजी से रूपांतरण न केवल तकनीकी रूप से व्यवहार्य और लागत प्रभावी है, यह कम आय वाले समुदायों के लिए तत्काल और स्थायी स्वास्थ्य और आर्थिक लाभ लाएगा।” “और यह जलवायु परिवर्तन पर अंकुश लगाने के लिए हमारे देश के प्रयासों को बढ़ावा देगा, विशेष रूप से यह देखते हुए कि 2050 तक अमेरिकी माल ढुलाई क्षमता दोगुनी होने की उम्मीद है।”

पूरे अमेरिका में माल ले जाने में ट्रेनें महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, विशेष रूप से भारी माल जैसे कोयला, लकड़ी और अयस्क। फेडरल रेलरोड एडमिनिस्ट्रेशन के अनुसार, 28% अमेरिकी माल देश भर में रेल द्वारा ले जाया जाता है, और यह प्रतिशत अगले कुछ दशकों में काफी हद तक बढ़ने की उम्मीद है। हाल ही में 2021 के संयुक्त राष्ट्र जलवायु परिवर्तन सम्मेलन में, शिपिंग उत्सर्जन को कम करने के लिए नए समझौतों पर हस्ताक्षर करने में अमेरिका एक दर्जन अन्य देशों में शामिल हो गया, और माल रेल परिवहन के लिए शून्य-उत्सर्जन समाधान उस प्रतिबद्धता का हिस्सा होंगे।

डीजल-इलेक्ट्रिक, लेकिन बैटरी-इलेक्ट्रिक नहीं

दुनिया के कई अन्य क्षेत्रों के विपरीत, अमेरिका में सभी मालगाड़ियां अभी भी डीजल इलेक्ट्रिक हैं, मुख्यतः क्योंकि पटरियों पर विद्युतीकृत लाइनों के निर्माण की विशिष्ट विद्युतीकरण रणनीति अमेरिका में इसकी विशाल दूरी के साथ लागू करना कठिन है। डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रेनों में, एक डीजल इंजन एक अल्टरनेटर से जुड़ा होता है जो फिर लोकोमोटिव एक्सल से जुड़े इलेक्ट्रिक मोटर्स को बिजली की आपूर्ति करता है। इसलिए बैटरी से चलने वाली ट्रेनों की रेट्रोफिटिंग संभव है क्योंकि डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रेनों में पहले से ही एक इलेक्ट्रिक मोटर होती है।

बर्कले लैब के वैज्ञानिक अमोल फड़के ने कहा, “बैटरी प्रौद्योगिकी में नाटकीय सुधार, अमेरिका में मुख्य रूप से डीजल-इलेक्ट्रिक फ्रेट ट्रेनों में मौजूदा इलेक्ट्रिक ड्राइवट्रेन के साथ, बैटरी-इलेक्ट्रिक फ्रेट रेल में तेजी से रूपांतरण और पर्याप्त लागत बचत का मार्ग प्रशस्त करता है।” , अध्ययन के संबंधित लेखक। “इसके अलावा, बैटरी का वजन इलेक्ट्रिक वाहनों या ट्रकों की तुलना में कम बाधा है। हम बैटरी से बनी मालगाड़ी में एक कार जोड़ सकते हैं, और उस बैटरी कार का वजन ट्रेनों के साथ कोई समस्या नहीं है। “

डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रेनें 1920 के दशक के आसपास रही हैं, और उन्होंने 1930 के दशक में स्टीम ट्रेनों को बदलना शुरू कर दिया क्योंकि उन्होंने बेहतर प्रदर्शन किया और कम प्रदूषण किया। उस समय, ट्रेनों में मोटरों के लिए बिजली पैदा करने के लिए डीजल इंजन का उपयोग करना बिजली की उच्च लागत के कारण पूरी तरह से इलेक्ट्रिक ट्रेनों को विकसित करने की कोशिश से सस्ता था। अब, एक सदी बाद, हम एक ऐसे बिंदु पर हैं जहां बिजली की कीमत डीजल के साथ प्रतिस्पर्धी है, और डीजल से बिजली की मालगाड़ियों पर निर्भर रहने की पर्यावरणीय और स्वास्थ्य लागत की अनदेखी करने के लिए बहुत विनाशकारी हैं।

पोपोविच ने कहा, “हमारे विश्लेषण से पता चलता है कि बैटरी-इलेक्ट्रिक फ्रेट पर स्विच करने से उद्योग के वार्षिक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में आधे से अधिक की कटौती होगी, जिससे 20 वर्षों में 400 मिलियन मीट्रिक टन से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड समाप्त हो जाएगा।”

अध्ययन में इस बात पर प्रकाश डाला गया है कि अमेरिकी मालगाड़ियों को विद्युतीकृत करने के लिए अतिरिक्त रास्ते मौजूद हैं, जैसे ओवरहेड पावर लाइनों के माध्यम से ट्रेनों का विद्युतीकरण या बैटरी से चलने वाली ट्रेनों के संयोजन में हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करना। हालांकि, इस तथ्य के आधार पर कि मालगाड़ियां पहले से ही डीजल-इलेक्ट्रिक हैं, और बैटरी प्रौद्योगिकी में हालिया प्रगति को देखते हुए, शोधकर्ता बताते हैं कि बैटरी-इलेक्ट्रिक मार्ग कई अतिरिक्त लाभों के साथ सबसे अधिक लागत प्रभावी, दीर्घकालिक समाधान प्रदान करता है।

उनके विश्लेषण से पता चलता है कि मौजूदा बैटरी तकनीक 150 मील (औसत दैनिक दूरी की यात्रा) के लिए एक मालगाड़ी को शक्ति प्रदान कर सकती है। बैटरी से चलने वाली मालगाड़ी डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रेन द्वारा आवश्यक आधी ऊर्जा का उपयोग करेगी, और बैटरी की कीमतों में गिरावट और डीजल की पर्यावरणीय लागत को ध्यान में रखते हुए, बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रेनें डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रेनों की तुलना में अधिक लागत-प्रतिस्पर्धी होने की राह पर हैं। . चूंकि फ्रेट रेल योजना केंद्रीकृत है, इसलिए अध्ययन से पता चलता है कि रेलमार्ग फास्ट-चार्जिंग बुनियादी ढांचे के उच्च मात्रा में उपयोग को प्राप्त कर सकते हैं, जिससे लागत में और कमी आएगी।

बैटरी कारों के साथ मौजूदा डीजल-इलेक्ट्रिक फ्रेट ट्रेनों को फिर से लगाने का एक बड़ा लाभ – जिसे बैटरी टेंडर कारों के रूप में जाना जाता है – यह है कि बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रेनें हमेशा बैकअप ईंधन स्रोत के रूप में डीजल इंजन पर वापस आ सकती हैं। यह दोहरी-ईंधन क्षमता, बैटरी या डीजल के उपयोग की अनुमति देती है, माल रेल प्रणाली को पूरी तरह से विद्युतीकृत करने या हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करने की तुलना में एक अनूठा लाभ है।

मॉड्यूलर बैटरी लचीलापन लाभ प्रदान करती हैं

एक अन्य प्रमुख लाभ यह है कि बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रेनों को क्लीन बैकअप पावर के रूप में तैनात किया जा सकता है, इस प्रकार इलेक्ट्रिक ग्रिड की लचीलापन को बढ़ाया जा सकता है। ऐतिहासिक रूप से, आपात स्थिति के दौरान डीजल-इलेक्ट्रिक ट्रेनों का उपयोग बिजली जनरेटर के रूप में किया जाता रहा है। 1998 की शुरुआत में, उत्तरपूर्वी अमेरिका और कनाडा के कुछ हिस्सों में बर्फीले तूफानों की एक श्रृंखला ने बिना बिजली के एक लाख से अधिक लोगों को छोड़ दिया। मॉन्ट्रियल के एक उपनगर में, महापौर ने अपने आपातकालीन प्रतिक्रिया कार्यों के लिए बिजली की आपूर्ति करने के लिए सिटी हॉल के करीब एक संपूर्ण डीजल-इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव को स्थानांतरित कर दिया।

चरम मौसम की घटनाओं और बिजली की कटौती के साथ, बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रेनों में ब्लैकआउट से बचने के लिए देश भर में तैनात किए जाने की क्षमता है। इन मॉड्यूलर, बैटरी टेंडर कारों को जहां जरूरत है वहां ले जाया जा सकता है और उन स्थानों पर चार्ज किया जा सकता है जहां बिजली की कीमतें कम हैं, इस प्रकार ग्रिड-स्केल स्टोरेज पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करते हैं। इसके अलावा, बैटरी टेंडर कारें मॉड्यूलर शिपिंग कंटेनर के रूप में काम कर सकती हैं, जो फ्रेट रेल और समुद्री शिपिंग जहाजों के बीच आदान-प्रदान करने में सक्षम हैं, दोनों क्षेत्रों को डीकार्बोनाइज करने और लचीलापन पहुंच का विस्तार करने के सकारात्मक लाभ के साथ।

फड़के ने कहा, “अमेरिकी माल रेल क्षेत्र को बैटरी-इलेक्ट्रिक में बदलने से लगभग 220 गीगावाट-घंटे का मोबाइल स्टोरेज पैदा होगा।” “इसके अलावा, इन बैटरी निविदा कारों को चरम घटनाओं के दौरान तैनात किया जा सकता है, जैसे कैलिफ़ोर्निया में हाल ही में विनाशकारी जंगल की आग या टेक्सास में 2021 शीतकालीन तूफान जिसने बिजली तक पहुंच के बिना लाखों लोगों को छोड़ दिया। यह मोबाइल ऊर्जा भंडारण क्षमता एक संभावित नया राजस्व भी पैदा करेगी फ्रेट रेल ऑपरेटरों के लिए स्ट्रीम।”

तकनीकी दृष्टिकोण से, शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि पूरी तरह से बैटरी-इलेक्ट्रिक फ्रेट ट्रेनों में जाने में कोई बाधा नहीं होनी चाहिए, लेकिन चार्जिंग इंफ्रास्ट्रक्चर को अनुकूलित करने के लिए और अधिक शोध और बड़े पैमाने पर प्रदर्शन परियोजनाओं की आवश्यकता है। “बर्कले लैब के सिस्टम और बाजार इस अनदेखी क्षेत्र पर प्रकाश का विश्लेषण करते हैं और प्रदर्शित करते हैं कि हम मौजूदा तकनीक के साथ कुछ क्षेत्रों को डीकार्बोनाइज कर सकते हैं, जो हमें अपने जलवायु लक्ष्यों तक पहुंचने में मदद करेगा, साथ ही पर्यावरणीय न्याय और ग्रिड लचीलापन को आगे बढ़ाते हुए। यह एक जीत है। -विन,” बर्कले लैब एनर्जी स्टोरेज सेंटर के निदेशक नोएल बख्तियन ने कहा। “बैटरी-इलेक्ट्रिक फ्रेट ट्रेनों के तकनीकी-आर्थिक विश्लेषण से पता चलता है कि हमारे पास एक स्वच्छ, किफायती और लचीला ऊर्जा भविष्य में संक्रमण को सक्षम करने के लिए व्यवहार्य समाधान उपलब्ध हैं।”


यूके रेल क्षेत्र डीजल-मुक्त ट्रेनों की ओर अग्रसर है


अधिक जानकारी:
नेटली डी। पोपोविच एट अल, डीजल ट्रेनों को बैटरी-इलेक्ट्रिक में परिवर्तित करने के आर्थिक, पर्यावरण और ग्रिड-लचीलापन लाभ, प्रकृति ऊर्जा (2021)। डीओआई: 10.1038 / s41560-021-00915-5

उद्धरण: बैटरी-इलेक्ट्रिक ट्रेनें यूएस (2021, 24 नवंबर) को पर्यावरणीय न्याय, लागत बचत और लचीलापन प्रदान कर सकती हैं, 24 नवंबर 2021 को https://phys.org/news/2021-11-battery-electric-environmental-justice- से पुनर्प्राप्त किया गया। लचीलापन.html

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