Nature论文｜货运列车电动化，why not？( 二 )

值得注意的是，电池机车的总拥有成本的组成部分与内燃机车有着根本的不同：在后者中，运营费用（尤其是燃料）是目前的主要成本；在前者中，主要成本是电池本身和充电基础设施的资本支出，而能源要便宜得多。这意味着前期成本会更高一些，即使总拥有成本具有竞争力。

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（基于总拥有成本达到柴油平价所需的全包电价）
计算表明，为了与美国平均柴油价格（US$0.66/L）持平，电价必须达到US$0.072/kWh ，电池成本必须低于US$100/kWh电池。而美国的平均工业电价为US$0.064/kWh ， LFP最新技术价格为US$100/kWh 。该计算不包括基础设施成本，也不包括环境成本。在考虑标准污染减排时，改用电池电力推进将节省440亿美元，在以CO2为减排标准时将节省940亿美元。经济回报的主要决定因素是车站使用率和柴油价格。
面临的两个主要挑战
然而，在电池为火车提供动力之前，仍有许多挑战需要解决。
一方面，在人烟稀少的地区难以建立快速充电基础设施。这很重要，因为Popovich及其同事发现充电基础设施是电池组总拥有成本的重要组成部分。在最初阶段，通过更换电池进行慢速充电可能是一种更可取的部署策略。

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（不同使用率下72MW充电站的能源价格）
但是，货运铁路运营和调度的集中性质可以实现快速充电基础设施的高使用率，从而降低成本。研究人员估算了72MW充电站的成本，估计电力加充电的平准化成本介于US$0.185/kWh和US$0.185/kWh之间。
该充电站可以一次为八节车充电，由于这些成本由使用充电站的列车数量分摊，因此出行量较大的车站有可能成为最具成本效益的地点。
一个反复出现的不确定因素是电池价格和寿命的演变。即使电池变得越来越便宜，它们也不能比其原材料的价值更便宜。 Popovich及其同事重申了他们对几个电池成本水平的分析，证实了他们的结果在除最悲观的情况之外的所有情况下都成立。
对于零排放铁路运输， Popovich及其同事不仅指出了电池货运列车这条经济可行的路线，还提出了其他解决方案，例如生物柴油或氢气。这些能源可以在更短的时间内储存更多的能量，但仍需以类似的方式对其技术经济可行性进行评估。不可否认的是，随着电池技术和其他脱碳途径的创新，铁路行业正走向有趣的时代。
参考内容：
https://techxplore.com/news/2021-11-battery-powered-economically-viable.html
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