在美国科罗拉多州一片尘土飞扬的沙漠中，美国第一列氢燃料电池客运列车正在试验轨道上进行测试。
它由瑞士制造商 Stadler 制造，全称为 FLIRT（Fast Light Intercity and Regional Train，快速轻轨城际和区域列车）。
它将很快被运往南加州，计划在 2024 年底前成为通勤铁路服务的一部分，运送真正的乘客。
在铁路圈，人们对氢动力列车的看法几乎是两个极端。对一些人来说，它代表了铁路运输的未来。对其他人来说，它只是一个巨大的、华而不实的噱头。
运输业是美国最大的温室气体排放源，在追求运输业脱碳的过程中，电动汽车往往占据主导地位。
但为了实现拜登政府到 2050 年实现净零排放的目标，其他形式的交通工具比如火车，也需要寻找新的能源。
铁路脱碳的最佳方式，一直是监管机构、行业和气候活动者激烈争论的主题。
美国加利福尼亚州已拿出了初步计划。该州最近颁布了新规定，要求到 2030 年在该州运营的所有新客运列车都必须实现零排放，到 2035 年所有新货运列车也都必须实现零排放。联邦监管机构可能紧随其后。
围绕脱碳的争论在一定程度上是技术性的，主要讨论氢燃料电池、电池或架空电线，是否能在不同的铁路状况下提供最佳性能。
但这也是政治问题：脱碳在多大程度上可以或应该使铁路运输实现更广泛转型。
几十年来，政府在很大程度上听从了大型货运铁路企业的意愿。脱碳可能会改变这种现象，或者进一步巩固这种现象。
到目前为止，氢一直在加州大受欢迎。在过去的一年里，加州交通部（Caltrans）订购了 10 列氢燃料 FLIRT 列车，耗资 2.07 亿美元。
在开头提到的氢燃料列车服役后，下一条接收氢列车的铁路线可能是中央谷地（Central Valley）地区的铁路服务。
这条线路将连接萨克拉门托和加州高速铁路，这是一条正在建设的系统，最终将连接洛杉矶和旧金山。
通过分析不同的零排放铁路技术，加州交通运输局发现，由车载燃料电池将氢转化为电能的氢列车，比普通电动列车有更好的续航里程和更短的充能（加氢或充电）时间。
氢燃料电池也比架空电线（或行业用语中的“电气化”）更便宜。在该州的三条主要城际线路上安装架空电线预计需要 68 亿美元。
加州高铁及其在湾区 Caltrain 通勤服务上的共享轨道都将由架空电线供电，因为电气化是达到每小时 160 公里以上速度的必要条件。
（来源：AI 生成，图文无关）与此同时，在加州其他客运网络上安装架空电线需要获得美国 BNSF（Burlington Northern Santa Fe Railway）铁路公司和联合太平洋铁路公司的同意。这两家大型货运铁路公司拥有该州的大部分铁轨。
这让电气化方案变得更加复杂，因为两家公司长期以来一直反对在铁轨上方安装电线，理由是这可能会干扰双层货运列车。
根据行业贸易组织美国铁路协会的一份报告，对全美 14.4 万英里的货运轨道进行电气化将耗资数千亿美元。
该组织声称，即使将较短的轨道段电气化，也会导致列车交通持续中断，原本使用火车的货运客户也会因此转去使用卡车。
电气化还需要电力公司的合作，使铁路容易受到其他干扰，包括可再生能源开发商的电网连接延迟。
工程和建筑公司 HDR 的工程师马尔辛·塔拉斯凯维奇（Marcin Taraszkiewicz）曾参与加州交通局的氢列车项目，他说：“我们在城市化地区之外有很长一段轨道。
为那些崎岖不平的地方供电可能是一个挑战，尤其是当基础设施必须设计成能够抵御野火和地震等自然灾害时。如果电线坏了，你就会有麻烦。”
美国铁路协会认为加州的铁路排放法规太多、太快了，尤其是考虑到货运铁路的燃油效率已经是卡车运输的三到四倍。
2023 年，美国铁路协会就其最新的铁路排放法规起诉了该州，该案件仍在审理中。
尽管该协会通常更喜欢将氢而不是电气化视为一种长期解决方案，但它认为这种替代技术还不够成熟，无法满足行业的需求。
一个名为 Californians for Electric Rail 的组织也认为氢是一种不成熟的技术。
该组织的创始人阿德里安娜·里佐（Adriana Rizzo）表示：“从环境和成本的角度来看，这是一种非常重复和不够直接的方式。”
合成、运输和使用这种微小的氢分子可能效率很低。目前，氢动力列车每公里所需能量大约是架空电线列车的三倍。
同时，氢的环境效益（使用这项新技术的目的）在很大程度上仍然是理论上的，因为今天绝大多数的氢是通过燃烧甲烷等化石燃料产生的。
天然气公用事业公司一直是氢能行业最大的助推力量之一，因为它们已经能够生产和运输天然气。
关于氢动力列车的优点，人们众说纷纭。2022 年，在一项试点项目结束之后，德国巴登-符腾堡州认定从长远来看，这项技术的运营成本将比其他零排放替代方案高 80%。
加州交通运输局负责铁路的助理副局长凯尔·格拉丁格（Kyle Gradinger）认为，关于氢列车的问题，有一些“社交媒体夸大”的说法。
他说，在测试中，氢动力 FLIRT 列车“即使不是更好，也和我们预期的一样好”。
格拉丁格说，由于氢动力列车也使用电动机，因此它提供了许多与由架空电线供电的列车相同的好处。这两种技术都将比柴油火车更安静、更清洁、更快。
加州交通运输公司希望，到 2030 年所有列车所需的氢气都来自零排放源，这一目标得到了拜登政府 2023 年发布的清洁氢气规则草案的支持。
加利福尼亚州是美国七个“氢能中心”之一，公私合作伙伴关系将从美国《基础设施投资和就业法案》中获得数十亿美元的补贴，以用于开发氢能技术。
格拉丁格说，现在说加州交通运输局是否能够通过这些补贴为其氢燃料站和供应链筹集资金还为时过早，但这肯定是有可能的。
到目前为止，加利福尼亚州是美国唯一一个购买了氢动力列车的州。
然而，像里佐这样的支持者担心，所有这些对氢能基础设施的投资都会阻碍加州客运铁路的变革。
里佐说：“为什么我们要投入数百万美元购买新列车，建设所有这些基础设施，然后依旧承受和现在同样糟糕的服务？这些系统可以承载更多的乘客。”
里佐的团队、以及加利福尼亚州和内华达州铁路乘客协会等盟友认为，脱碳是一个建设更好的基础设施的机会，让它们和世界各地绝大多数快速客运列车服务（的基础设施）处在同一水平上。
尽管架空电线的前期投资很高，但电气化可以通过不断提供廉价高效的能源来降低运营成本。
电气化还提高了加速度，使列车可以更紧密地排班，具备了提供更好服务的潜力。这种服务模式功能上更像城市地铁系统，而不是每天一趟。
加州交通局有一个大幅提高铁路服务和速度的长期计划，这可能最终需要通过架空电线实现电气化。
但该机构认为，至少在未来几十年，氢能是实现该州雄心勃勃的气候目标的最可行方式。
只不过，资金、政治意愿以及与货运铁路和公用事业公司斗争的欲望还没有完全就绪。
格拉丁格说：“如果你能实现的话，金标准就是架空接触网电气化。但至少在未来十年或二十年内，我们不会在城际方面达到值得投资的服务水平。”
里佐希望，随着联邦政府制定更多的铁路排放法规，通过架空电线为铁路供电的动机将越来越充分。
其他国家也得出了这样的结论。2015 年，印度的政策变化使得该国近一半的铁轨在不到十年的时间内实现了电气化。
英国的脱碳交通计划指出，电气化将是铁路行业脱碳的“主要途径”。
这些变化与强大的货运业相得益彰。世界上最强大的列车是电动的，它们负责在南非和中国运输矿石。
2002 年，俄罗斯完成了 9170 多公里长的跨西伯利亚铁路的电气化，证明了用电线运行的货运列车可以在非常恶劣的状况上运行很长的距离。
美国的情况也可能发生变化，尽管变化很缓慢。BNSF 铁路公司对其在南加州的一条走廊的电气化立场似乎有所软化，允许加州高铁公司在其上面修建架空电线。
里佐和她的团队希望通过推动州立法，使架空电线不受《加州环境质量法》的约束，从而使这些项目变得更容易。
2015 年，富裕的湾区郊区阿瑟顿因树木移除和视觉影响提起了环境诉讼。
该诉讼将加州大学洛杉矶分校的电气化项目推迟了近两年。因此，在法律层面的努力可以预防类似的情况发生。
新的创新可能会模糊不同种类的绿色铁路技术之间的界限。
加州铁路管理局已经订购了一列配有电池的电气化列车，该列车可以在从旧金山到圣何塞的途中充电，然后使用电池继续行驶到吉尔罗伊和萨利纳斯。
将来有一天，类似的系统可能会部署在南加州，那里的火车可以通过洛杉矶的交通系统充电，并在通往圣巴巴拉和圣地亚哥的更偏远地区使用电池。
新的氢技术也可能为客运铁路带来变革。在科罗拉多沙漠中测试的 FLIRT 列车是 1.0 版本。
在未来，使用氨作为氢载体可能会使氢列车的续航里程更长，以及更丝滑的加氢。
塔拉斯凯维奇说：“有了氢，就有了更多进步的空间。”
但塔拉斯凯维奇也警告说，在美国这样一个过去一个世纪都很少在客运铁路上投资的国家，新技术能做到的只有这么多。
美国的铁路经常缺乏待避设计、立体交叉结构和现代信号系统。他说，更快、更频繁的客运服务面临的主要障碍“不是列车技术，而且其他东西。”
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