网传“中国高铁一公里耗一万度电”,是真的吗?

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网传“中国高铁一公里耗一万度电”,是真的吗?

1月前 · 大众科普

如今,高铁为我们的出行带来了极大的便利,然而,伴随着高铁发展,抹黑和攻击高铁的言论也甚嚣尘上,有的谣言甚至延续了长达十多年时间,时不时就在网络上“诈尸还魂”,误导了不少读者,“高铁每公里耗电1万度”谣言就是其中的典型例子。

那么,中国高铁列车的能耗究竟如何?下面我们就用一个高铁耗能模拟计算案例,来揭开造谣者的“画皮”。

(中国高铁复兴号动车组 图片来源:新华网)

1、高铁列车的能耗究竟怎么算?

高铁列车的能耗计算涉及多个复杂因素,包括列车的牵引功率、列车速度、列车质量、运行时间、运行距离和运行环境等。一般来说,可以通过以下步骤进行估算:

第一,收集数据。我们需要收集高铁列车运行时的平均速度、平均牵引功率以及其他相关参数(如列车质量、编组、定员情况等)。

第二,计算总能耗。如果我们已知列车的平均牵引功率(以千瓦为单位)和列车运行的总时间(以小时为单位),则可以通过公式W = P × t来计算总能耗(以千瓦时为单位),其中W是总能耗,P是平均牵引功率,t是运行时间。

第三,计算每公里能耗。我们将总能耗W除以高速铁路全长L,即可得到每公里的能耗(以千瓦时/公里为单位)。即E(每公里能耗) = W(总能耗) / L(公里)。

第四,计算每人每公里能耗。我们可以将每公里的能耗再除以每列高铁列车的载客人数,即可得到每人每公里能耗(以千瓦时/人·公里为单位)。即N(每人每公里能耗) = E(总能耗) /载客人数·L(公里)。

按照以上流程,高铁列车耗能模拟计算案例如下(所有数据均为模拟数据,仅供参考):

(1)高铁列车编组:8节车厢,定员576人(估算)。

(2)列车平均速度:平均运行速度为300公里/小时。实际运行中可能因停靠站点和速度调整而有所变化。

(3)列车运行时间:根据平均速度计算,假设某高铁线路全长1200公里,所需时间为4小时(1200公里 / 300公里/小时 = 4小时)。如果考虑到停靠站点和加速减速过程,实际运行时间会更长。

(4)列车平均牵引功率:假设列车的平均牵引功率为8000千瓦。实际值可能因列车编组、载重和速度等因素而有所不同。

(4)计算列车总能耗:W(千瓦时) = 平均牵引功率P(千瓦) × 运行时间t(小时)

W = 8000千瓦 × 4小时 = 32000千瓦时,即32000度电。

(5)计算列车每公里能耗:每公里能耗E(千瓦时/公里) = 总能耗W(千瓦时)/总距离L(公里)

E = 32000千瓦时 / 1200公里 ≈ 26.7千瓦时/公里,即约26.7度电/公里。

(6)计算每人每公里耗电量N(千瓦时/人·公里) = 总能耗W(千瓦时)/(定员人数 × 总距离L)

N = 32000千瓦时 / (576人 × 1200公里) ≈ 0.046千瓦时/人·公里,即约0.046度电/人·公里。

通过模拟计算,我们就知道了,高铁列车运行期间耗电每公里约为26.7度,每人每百公里耗电约为4.6度。

不知道高铁每公里耗电1万度这种低级谣言从何而来?竟然还有那么多人被蒙蔽!

2、高铁一公里耗一万度电谣言从何而来?

还是铁路权威部门铁道科学研究院专家们道破了造谣者的那点“小九九”:他们是在偷换概念!

为啥呢?因为这些人将列车的牵引功率当成了列车每公里的耗电量。两者根本风马牛不相及啊。

例如,复兴号高铁列车CR400BF牵引功率为10140千瓦,列车运行1小时耗电量是10140千瓦时(度),经过实际测算,这种列车每公里耗电的真实数据也不过21.1度,与我们前面模拟计算的数据相差不大。

(中国高铁动车组不同车型耗电量 图片来源:中国铁路微信公众号)

而根据铁路部门提供的实际数据,高铁每人百每公里的耗电量也不过3.8度。

高铁确实是又快又节能啊!

那么,高铁列车节能降耗采取了哪些“大杀招”呢?还是以复兴号高铁列车为例来见识一下吧。

3、中国高铁列车是如何节能降耗的?

一是低阻力流线型设计。

复兴号动车组的车头采用低阻力流线型、平顺化设计,这种设计不仅美观,更重要的是能够显著降低空气阻力,从而减少能耗。据测算,相比传统设计,复兴号的空气阻力降低了约10%,这对于高速行驶的高铁列车来说,节能效果尤为显著。

二是轻量化车身结构。

复兴号在车身材料上进行了优化,大量采用铝合金等轻质材料,有效减轻了车身重量。车身重量的减轻意味着在相同速度下,列车所需的牵引力减小,从而降低了能耗。

三是智能变频空调系统。

复兴号智能动车组采用了先进的变频空调技术,能够根据车内温度、乘客数量等条件自动调节制冷或制热功率,避免了传统空调系统的“一刀切”模式,有效降低了能耗。据统计,这一技术使空调系统的能耗降低了约10%。

四是能量回馈制动系统。

复兴号在制动过程中采用了能量回馈技术,将制动时产生的电能回馈到电网中,实现了能量的循环利用。这一技术不仅减少了制动时的能量损失,还为电网提供了一定的电力支持。

五是优化运行调度管理。

除了车辆本身的节能设计外,复兴号的运行调度也进行了优化。通过合理安排列车的发车间隔、运行路径和停靠站点,减少了列车的空驶时间和等待时间,提高了运行效率,从而间接降低了能耗。

六是绿色能源应用。

虽然目前复兴号尚未直接采用太阳能、风能等绿色能源作为动力源,但中国高铁系统正在积极探索绿色能源的应用。例如,在一些高铁站房和沿线设施中,已经开始使用太阳能光伏板进行发电,为高铁系统提供辅助能源支持。

未来,我们相信随着科技的不断进步和环保意识的日益增强,高铁列车将在节能降耗方面取得更多突破,高铁列车将变得更加环保、高效、可持续,从而推动全球高铁事业开展绿色革命。

作者:王麟,铁路高级工程师,中国作家协会会员,中国科普作家协会会员

出品:科普中国

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