Kun skotlantilainen kiinalainen tutkija James Legge lähti Shanghaista Pekingiin keväällä 1873, matka kesti kaksi viikkoa. Ensin hän pääsi Tianjiniin veneellä ja sitten muulimatkalla Kiinan pääkaupunkiin. Nykyään sama 1200 20 kilometrin matka kestää runsaat neljä tuntia suurnopeusjunalla. Lento kahden kaupungin välillä kestää kaksi tuntia ja XNUMX minuuttia. Mitä Euroopassa tulee, Milanosta Roomaan kulkee nopeita Frecciarossa-junia, jotka pääsevät määränpäähän alle kolmessa tunnissa, ja Tokiosta Osakaan - nopeat Shinkansen-junat - kahdessa ja puolessa tunnissa.
Ihmiset eivät ole koskaan matkustaneet niin nopeasti ja helposti kuin nykyään. Mutta tällä mukavuudella on hintansa: liikenteen osuus maailman hiilidioksidipäästöistä on 20 prosenttia, ja viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana liikenteen hiilidioksidipäästöt ovat lisääntyneet nopeammin kuin mistään muusta lähteestä. Tämä on erityisen totta lentoliikenne, jonka päästöt kasvoivat nopeammin kuin rautatie- tai tieliikenteen. Tässä yhteydessä herää kysymys: onko mahdollista matkustaa suurilla nopeuksilla tappamatta planeettaa? Ja jos on, niin miten?
Nopeampi, puhtaampi, vihreämpi ja kehittyneellä tekniikalla varustettu rautatie on ainoa liikennemuoto, jolla on tällä hetkellä kaikki mahdollisuudet toimia perustana tuleville liikkumistarpeillemme. Ensimmäisen matkustajaradan 200-vuotisjuhla lähestyy vuonna 2025, joten junat ovat entistä tärkeämpiä kestävän liikkuvuuden takaamiseksi maailmassa, joka kohtaa ilmastonmuutoksen, lisääntyvän kaupungistumisen ja väestönkasvun haasteita. Maailman kaupunkiväestö kasvaa kahdella ihmisellä sekunnissa ja synnyttää 172800 90 uutta kaupunkilaista joka päivä. Vaikka väestö vähenee joillakin alueilla maailmassa, kuten Euroopassa ja Japanissa, XNUMX prosentin väestönkasvusta odotetaan tapahtuvan kehitysmaiden kaupungeissa ja megakaupungeissa.
Jotta nämä nopeasti kasvavat kaupungit, alueet ja metropolit voisivat liikkua, tehokas joukkoliikenne ei ole vain toivottavaa, vaan myös välttämätöntä.
Tyylikkäät uudet "suurnopeusjunat" osuvat usein otsikoihin, kun linjaverkosto Euroopassa ja Aasiassa kasvaa jatkuvasti, ja uusia linjoja suunnitellaan tai ollaan jo rakenteilla sellaisissa maissa kuin Ranskassa, Saksassa, Espanjassa, Intiassa, Japanissa ja paljon suuremmassa mittakaavassa Kiinassa, jossa nopea verkko saavuttaa 2025 50000 kilometriä vuoteen XNUMX mennessä.
Kun kiistanalainen High Speed 2030 (HS2) -linja valmistuu 2-luvun alussa budjettiylitysten ja haavoittuvien maisemien vuoksi, Englantiin tulee maailman nopeimmat säännölliset junat, jotka kulkevat normaalisti 362 km/h, mutta voivat kehittää nopeutta. 400 km/h asti.
Yhdistämällä japanilaisen suurnopeusjunatekniikan brittiläiseen suunnitteluun, 2 miljardin dollarin HS2,5-laivasto mullistaa pitkän matkan Lontoon ja Englannin Midlandsin ja pohjoisten kaupunkien välillä. Kaukoliikenteen siirto HS2:lle vapauttaa myös kipeästi kaivattua kapasiteettia olemassa oleville rautateille lisäämään paikallisia matkustajia ja rahtia.
Useiden vuosikymmenien käytön jälkeen Ranskan, Japanin ja Kiinan kaltaiset maat ovat kuitenkin tulleet siihen tulokseen, että yli 320 km/h nopeuksilla liikennöivien suurnopeusjunien edut ovat suuremmat kuin niille aiheutuvat huomattavasti korkeammat ylläpito- ja energiakustannukset. Nyt Japanin ja Kiinan tunnustetut suurnopeusjunien johtajat eivät rajoitu "teräs teräksen päälle" -tekniikkaan, vaan kehittävät junia, jotka pystyvät kehittämään jopa 600 km/h nopeuksia.
Maglevia (Maglev) erikoisraiteilla kulkevien suurnopeusjunien konseptia on mainostettu "matkailun tulevaisuutena" yli 50 vuoden ajan, mutta lukuun ottamatta muutamia kokeellisia linjoja ja kiinalaista reittiä, joka yhdistää Shanghain keskustan lentokentälle. , se on pysynyt sellaisena lähinnä teoreettisena.
Mutta ei kauaa. Japani sijoittaa 72 miljardia dollaria Chuo Shinkansen -projektiin, joka on yli 40 vuoden maglev-kehityksen huipentuma. 286 kilometriä pitkä linja yhdistää Tokion ja Nagan vain 40 minuutissa, ja sen on määrä ulottua lopulta Osakaan, mikä leikkaa 500 kilometrin matkan pääkaupungista 67 minuuttiin. Rakentaminen aloitettiin vuonna 2014, ja sen piti alun perin valmistua vuoteen 2027 mennessä (Nagoya-Osaka-linja avataan kymmenen vuotta myöhemmin), mutta ongelmat luvan saamisessa linjan osuudelle tarkoittavat, että avaamisajankohta ei ole tällä hetkellä tiedossa. Viivästykset ja valtavat kustannusylitykset ovat saaneet monet kyseenalaistamaan hankkeen taloudellisen arvon.
Tällaisia vaikeuksia ei todennäköisesti esiinny Kiinassa, joka myös rakentaa magneettisia kuljetuslinjoja vaihtoehtona lyhyille lentomatkoille ja tarjota salamannopeita matkoja tiheään asutuilla kaupunkialueillaan. Kiina aikoo luoda "kolmen tunnin liikenneympyröitä" suurten kaupunkiensa ympärille, mikä tekee kaupunkiklustereista taloudellisia voimalaitoksia.
Maailman väkirikkaimman maan eteläosassa, Pearl River Delta -alueella, joka käsittää Hongkongin, Guangzhoun ja Shenzhenin, asuu jo yli 120 miljoonaa ihmistä. Kiinalaiset suunnittelijat toivovat yhdistävänsä yhdeksän alueen kaupunkia muodostaen 26000 XNUMX neliökilometrin suuruisen taajaman. Magneettityynyreittejä suunnitellaan reiteille Shanghai-Hangzhou ja Chengdu-Chongqing sekä monille muille, mikäli ne onnistuvat.
Muissa maailman maissa valtavat kustannukset ja integroinnin puute olemassa olevien rautateiden kanssa voivat muodostua esteeksi maglev-teknologian leviämiselle. Tiheästi asutuissa kaupungeissaan jo nyt ruuhkautumisen ja saastumisen kanssa kamppaileva Kiina avasi 2021 uutta metrolinjaa, joiden pituus on yhteensä 29 kilometriä pelkästään joulukuussa 582. Monien muiden maiden, joissa on kasvavia kaupunkeja, on pian seurattava esimerkkiä, jos ne eivät halua joutua ylikuormituiksi.
Näiden odotusten täyttämiseksi rautatiealan on kuitenkin edettävä nopeasti useisiin suuntiin tarjotakseen huomattavasti enemmän kapasiteettia, tehokkuutta, luotettavuutta ja kohtuuhintaisuutta.
Automaattinen liikenne on ollut olemassa vuosikymmeniä – Lontoon metron Victoria-linjaa on ajettu osittain tällä tavalla sen avaamisesta vuonna 1967 – mutta yleensä se rajoittuu autonomisiin linjoihin, joissa identtiset junat kulkevat tietyin väliajoin.
Viime vuosina Kiina on johtanut tietä kuljettamattomissa rautateissä, erityisesti ottamalla käyttöön maailman ainoat nopeat autonomiset junat, jotka kulkevat jopa 300 km/h nopeudella Pekingin ja vuoden 2022 talviolympialaisten välillä. Japani kokeilee myös "luotijunia", jotka voivat matkustaa itsenäisesti terminaaleista varikoihin huoltoa varten, mikä vapauttaa kuljettajat kannattavampien junien liikennöimiseen.
Kuljettamattomien junien käyttö autonomisilla radoilla on kuitenkin yksi asia. Niiden turvallisen toiminnan varmistaminen perinteisillä sekakäyttöisillä rautateillä, joissa ominaisuuksiltaan, nopeudeltaan ja painoltaan hyvin erilaisia matkustaja- ja tavarajunia sekoitetaan, on paljon vaikeampaa.
Big data ja niin kutsuttu esineiden internet mahdollistavat liikennemuotojen vuorovaikutuksen toistensa ja ympäristön kanssa, mikä avaa tietä integroidummalle, intermodaalisemmalle matkustamiselle. Älykkäillä roboteilla tulee olemaan suurempi rooli infrastruktuurin, kuten tunneleiden ja siltojen, tarkastuksessa sekä ikääntyvien rakenteiden tehokkaassa kunnossapidossa.
Huolimatta todistetusti ympäristöystävällisyydestään lentoliikenteeseen verrattuna, rautateillä on vielä paljon tehtävää vähentääkseen omia hiilipäästöjään ja dieselmoottoreiden aiheuttamaa saastumista. YK:n ilmastonmuutostavoitteiden mukaisesti monet maat ovat sitoutuneet luopumaan dieseljunien käytöstä vuoteen 2050 mennessä tai jopa aikaisemmin.
Euroopassa ja monissa osissa Aasiaa suurin osa vilkkaimmista linjoista on jo sähköistetty, mutta tilanne vaihtelee Sveitsin lähes 100 %:sta Iso-Britannian alle 50 %:iin ja joissakin kehitysmaissa lähes nollaan. Pohjois-Amerikkaa hallitsee diesel – varsinkin vallitsevilla rahtirautateillä – eikä Euroopassa ja Aasiassa ole samanlaista sähköistyshalua.
Akkuteknologialla näyttää olevan tärkeä rooli siirtymisessä pois "likaisista dieseleistä" sekä raskailla kuljetuksilla että hiljaisilla matkustajareiteillä, joilla täysi sähköistäminen ei ole perusteltua. Lukuisia akkukäyttöisiä prototyyppejä testataan tai kehitetään parhaillaan, ja tekniikan kehittyessä raideliikenteen dieselriippuvuuden pitäisi alkaa vähentyä ennen tämän vuosikymmenen loppua.
Toisille vety on suuri toivo rautatieliikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä. Uusiutuvia sähkönlähteitä käyttävillä erityislaitoksilla syntyvää vihreää vetyä voidaan käyttää sähkömoottoreita käyttävien polttokennojen voimanlähteenä.
Ranskalainen junavalmistaja Alstom johtaa tietä Coradia iLint vety-sähköjunallaan, joka kuljetti ensimmäiset matkustajansa vuonna 2018, mikä tasoitti tietä nyt rakenteilla oleville tuotantoversioille useisiin Euroopan maihin.
Myös rautatiet ympäri maailmaa kohtaavat luonnonkatastrofeihin liittyviä haasteita. Uusia ja kunnostettuja rautateitä suunnitellaan yhä useammin muuttuvassa ilmastossa: kuivatuksen parantaminen, ympäristönsuojelu ja luonnonmaisemien ennallistaminen lisäävät rautateiden turvallisuutta ja luotettavuutta.
Samaan aikaan tietoisuus lentoliikenteen aiheuttamista ympäristövahingoista on jo johtanut yön yli tapahtuvan junamatkan elpymiseen Euroopassa.
Tulevaisuuden junista puhuttaessa meidän pitäisi tietysti puhua Hyperloop-tekniikasta. Tyhjiön käyttäminen yli 1000 km/h nopeudella – siitä puhumme. Monien mielestä se mullistaa tapamme liikkua. Mutta on perusteltuja epäilyksiä. Yksinkertaisesti sanottuna tämä on juna putkessa. Se toimii eliminoimalla kaksi ajoneuvoa hidastavaa tekijää: ilman ja kitkan. Hyperloop-järjestelmä koostuu kahdesta pääelementistä: putkista ja kapseleista. Putket ovat lähes tyhjiössä. Kapselit ovat paineistettuja ajoneuvoja, jotka liikkuvat putkien sisällä. Ajatuksena on käyttää kestomagneetteja ajoneuvossa.
Kuten junavaunut, myös palot kulkevat saattueessa. Kun junavaunut ovat yhteydessä toisiinsa, Hyperloop-kapselit voivat matkustaa eri kohteisiin. Kuten moottoritiellä ajettaessa, jokainen heistä voi poistua tieltä ja muuttaa liikkeen suuntaa. Ne voivat liittyä sarakkeisiin tai jättää ne sen mukaan, mihin suuntaan he ovat menossa. Hyperloop-kuljetusjärjestelmät ovat täysin sähköisiä. Moottoreiden lisäksi kapseleita työnnetään kilometrin välein magneettisarjalla. Ilmanvastuksen ja kitkan lähes täydellinen puuttuminen tarkoittaa, että pysyvää propulsiojärjestelmää ei tarvita. Siksi energiaa tarvitaan vähemmän.
Vuonna 2013 Elon Musk julkaisi teknisen asiakirjan, jossa hän kuvaili tyhjiöputkikuljetusjärjestelmän toimintaa. Sen jälkeen useat tiimit ympäri maailmaa ovat alkaneet työskennellä tämän liikkuvuuskonseptin parissa.
Hyperloop on edelleen valtava insinöörihaaste. Vaikka se on todistettu paperilla toteutettavaksi, käytännössä haasteita on paljon enemmän. Merkittävien käynnistyskustannusten lisäksi putkien tiivistäminen vaatii huomattavia ylläpitokustannuksia. Hyperloop-telaketjut on valmistettu teräksestä, joka laajenee ja supistuu ulkolämpötilan mukaan. Tämä johtaa löystyviin niveliin. Tämä voi aiheuttaa huomattavia ylläpitokustannuksia. Toinen asia on maan hankinta. Lisäksi monia turvallisuusnäkökohtia on vielä selvitettävä - matkustaminen voi olla paljon vaarallisempaa, jos siinä on vikoja. Näin suuri nopeus voi aiheuttaa huimausta matkustajille, joilla on myös rajoitetusti tilaa liikkua matkan aikana.
Useat ryhmät Euroopassa ja maailmassa työskentelevät Hyperloop-sovellusten parissa. Haasteet, jotka on voitettava – rahoitus, turvallisuus ja maa – ovat kuitenkin edelleen suuria esteitä Hyperloopin käyttöönotolle. Kunnes ne on ratkaistu, ajatus putkessa matkustamisesta jää unelmaan.
Arvioidaan, että vuoteen 2050 mennessä matkustaja- ja tavararautatiet muodostavat liikenneverkkojemme selkärangan ja multimodaalisten solmukohtien väliset pitkän matkan reitit ovat osa paikallisverkkoja. Tarvittavalla poliittisella ja teknisellä tuella rautateillä on myös kasvava rooli kansainvälisessä liikenteessä, mikä tarjoaa laadukkaan vaihtoehdon maantie- ja lähilentoliikenteelle.
Lähitulevaisuudessa investoinnit ympäri maailmaa perustuvat edelleen suurelta osin perinteisiin teräs-teräs-rautatieliikenteeseen. Ei ole mitään syytä epäillä, etteikö se ratkaisee rautatieliikenteen tulevaisuutta tulevina vuosikymmeninä – aivan kuten se on tehnyt lähes 200 vuoden ajan.
Nämä ovat kaikki tapoja, joilla voimme jonakin päivänä kiertää ympäristöä vahingoittamatta. Mutta toistaiseksi tulevaisuus on jo täällä: suurnopeusjunayhteys tarjoaa nopean ja vähähiilisen tavan matkustaa kaupunkien välillä. Jos James Legge matkustaisi Pekingiin tänään, hän ei tarvitsisi laivaa, eikä hän varmasti tarvitsisi muulia. Hän vain pääsisi junaan.
Lue myös:
Jätä vastaus