问题

中国只建电气化高速铁路会否浪费?

回答
中国只建电气化高速铁路,会不会是一种“浪费”?这是一个非常值得探讨的问题,它涉及到中国铁路发展的战略选择、经济成本、环境效益以及未来需求等多个维度。要回答这个问题,不能简单地说“是”或“否”,而是需要深入剖析其利弊。

首先,让我们明确一下“只建电气化高速铁路”这个前提。这句话可以理解为,未来中国新建的铁路项目,将全部聚焦于电气化高速铁路,而不再建设非电气化铁路,特别是低速、重载的普速线路。如果按照这个极端化的理解,那确实存在潜在的“浪费”的风险,而且是多方面的。

潜在的“浪费”体现在哪里?

1. 对普速、低速铁路建设的忽视: 经济发展是一个梯度渐进的过程,并不是所有地区都能立即享受到高速铁路带来的便利。大量偏远地区、经济欠发达地区,或者货物运输需求旺盛但对速度要求不高的区域,仍然需要普速铁路来支撑其经济社会发展。如果“只建电气化高速铁路”,意味着这些地区将失去铁路建设这一重要的发展机遇。
货运需求: 绝大多数大宗、重载货物运输,例如煤炭、矿石、粮食等,更适合在低速、重载的普速线路上运行。这些线路的建设成本相对较低,但运量巨大,对国民经济至关重要。如果为了追求“高速化”而放弃普速货运线路的建设,那么中国的物流体系将面临严峻挑战,成本也会大幅上升。
客运需求: 许多中短途客运、旅游观光客运,或者连接城市群内部的通勤客运,并不需要达到时速250公里以上的高速。经济实惠的普速客运能够满足更广泛人群的出行需求,尤其是在高铁票价相对较高的情况下。
连接性与密度: 高铁网络虽然越来越发达,但在连接一些中小城市、乡村地区以及铁路枢纽之间的“最后一公里”建设上,普速铁路网络的作用依然不可替代。如果只建设纵横交错的高铁骨干网,而忽略了连接性的普速支线,整个铁路网络的覆盖度和效率会打折扣。

2. 成本效益的错配: 电气化高速铁路的建设和运营成本远高于非电气化普速铁路。技术标准更高,线路设计要求更严苛,动车组列车也更昂贵。将有限的资金全部投入到高标准的电气化高铁建设,对于一些经济效益相对较低、但社会效益同样重要的线路,可能是一种资源配置的浪费。
投资回报周期: 一条高铁的建设周期长、投资巨大,其回报周期也相对较长。如果非高铁项目(如一些地方性普速货运线)也能带来可观的经济效益和民生改善,但却因为“只建电气化高铁”的政策而被搁置,这本身就是一种机会成本的损失。

3. 灵活性与适应性的降低: 铁路网络的构成应该是多样化的,以适应不同的运输需求。单一的电气化高铁模式,虽然在速度和舒适性上有优势,但在应对突发事件(如地震、极端天气)、军用运输(有时更看重承载能力和越野能力)、或者适应不同货物特性(如易燃易爆物品的特殊运输需求)时,可能不如一个包含多种类型线路的综合网络来得灵活。

然而,我们也要看到“只建电气化高速铁路”背后可能包含的战略考量和合理性:

1. 顺应发展趋势与效率提升: 随着中国经济的持续发展和人们生活水平的提高,对出行速度和效率的要求越来越高。电气化高速铁路代表了铁路技术的最高水平,能够极大缩短时空距离,促进区域经济一体化,提高人流、物流的周转效率。
经济拉动作用: 高铁建设本身就是巨大的经济投资,能够带动沿线地区的基础设施建设、房地产开发、旅游业以及相关产业的发展,产生显著的经济效益。
节能环保: 电气化铁路相比内燃机车,更加节能环保,减少了污染排放,符合中国可持续发展的战略方向。

2. 实现网络效益最大化: 中国大力发展高速铁路,是为了构建一个覆盖全国主要城市、高效便捷的交通网络。一旦骨干网建成,其网络效应和综合效益会逐步显现。从长远来看,拥有一个发达的高铁网络,对于提升国家竞争力、提升人民生活品质具有战略意义。

3. 技术的成熟与成本的优化: 经过多年的发展,中国在电气化高速铁路建设和运营方面已经积累了丰富的经验,技术成熟度高,成本也相对在可控范围内。相比之下,一些技术含量较低、对环境要求不高的普速线路,可能在技术创新和规模效应上优势不明显。

那么,更准确的理解应该是怎样的?

“中国只建电气化高速铁路” 在极端意义上,无疑会带来巨大的浪费和发展上的短板。 任何一个健康的交通体系,都应该是多层次、多模式、多样化的。

更合理的表述应该是:中国未来铁路建设的重点和主导方向是电气化高速铁路,但并非完全排斥其他类型的铁路建设。

重点发展高铁网络: 继续推进“八纵八横”等高铁骨干网的建设,连接主要城市群,提升长途客运能力。
优化普速铁路网络: 在战略性区域、特别是货运需求旺盛或欠发达地区,继续投资建设和升级改造普速铁路(包括货运专线、城际铁路、市郊铁路等),并根据需要进行电气化改造。
发展多式联运: 强调铁路与公路、水路、航空等其他运输方式的衔接,构建高效的综合交通运输体系。
区域差异化发展: 根据不同地区的经济发展水平、人口密度、运输需求等特点,采取差异化的铁路建设策略。

结论:

如果“只建电气化高速铁路”意味着完全放弃普速铁路的建设和发展,那将是一种严重的战略失误和资源浪费。一个强大的、高效的交通体系,需要的是一个结构合理、层次分明、功能互补的网络,而不是单一模式的过度倾斜。中国铁路发展的方向是以电气化高速铁路为主导,但同时也要兼顾并大力发展满足不同需求的普速铁路和货运铁路,构建一个更加均衡和完整的铁路交通体系。 否则,其潜在的“浪费”将是巨大的,会制约国民经济的全面发展和人民生活水平的持续提升。

网友意见

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其实吧我我国内燃机技术不过关,日本就有很多内燃动车组,卧式柴油机+液力传动;我国几乎是空白。

在引进技术的时候我国选择了电力,先入为主,导致现在出现一边倒的情况,电化铁路建设和维护成本还是很高的,动车的运营和检修成本比较低毕竟不用维护原动机和传动系统。

还有就是用电我们可以烧煤和蓄水发电,但是我国燃油缺乏,所以国家还是有能源战略考量的;个人觉得用电其实很好的。

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用电力驱动高铁是最优解,柴油机笨重,需要自身携带燃料并且行程有限,影响轻量化的目标达成,这一点甚至在前高铁时期都已经被证明了。柴油机列车能达到的最高时速至今也不过220km/h,更高时速的非电力高速列车采用的只有燃气轮机,但是这个,要求很高,而且低速经济性不好。

目前比较有意义的是在较高等级的列车上安装小型柴油机拓展服务范围,比如Coradia Liner,但是对于中国高铁的发展模式(非既有线模式)来说,意义不大。

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帝国铁路御一夜局集团有限公司御一夜动车段御一夜动车所キハ07-S型内燃动车组(大雾)镇楼。

目录

  • 问题中存在的误区
  • 我国新建的客运专线都是电气化的原因
  • 我国目前不使用内燃或双模式动分的原因
  • 其他想法
  • 链接

问题中存在的误区

知乎有云:先问是不是,再问为什么。我国并非没有内燃动车组以及双模式动车组计划,只是在现阶段运用条件和技术依然有不成熟的地方,故没有被大规模生产以及运用。但是这并不意味着我们在这方面完全没有技术储备,也不意味着我们需要从一个历史上和国铁就不太对付的厂商(日立)引进一款不符合我国国情的产品。

首先,我国并没有忽视现代化的柴油以及双模式铁路装备的研发。中车长春通过自筹资金的方式开发了CJ5型混合动力动车组;而中车大连则发扬自己在柴电机车领域的传统优势,开发了FXN3/HXN3K与FXN3B/HXN3C两款先进柴电机车。这三款铁路装备都参与了去年年底至今年年初在北京的中国国家铁道试验中心(东郊分院)举行的、半公开的中国铁路科技创新成就展,说明它们都受到了国铁方面的认可(相比之下,中车资阳的HXN6与中车戚墅堰的HXN5K则在更早的时候就偃旗息鼓,而且没有参与展览,可以推测为不受认可的出局者)。其中CJ5在理念上比较接近题主所提到的日立Class 800型混合动力动车组;FXN3则是类似DF11G的长交路用准高速机车;而FXN3B则是类似美国Railpower GG20B却在理念上与之不太相同的混合动力调车机车。而大连也有在FXN3的基础上,研制内燃以及双模式动力集中动车组的计划。

其次,题主所提到的日立Class 800所行驶的线路(大西部本线、东海岸本线与Cotswold Line)并非真正的客运专线,而是经过提速改造的再来线(类似线路还有我国的汉丹铁路、美国的东北走廊以及日本的秋田新干线)。实际上据笔者所知,即使是世界范围内,也没有非电气化的高速客运专线。无论是法国的LGV系统、西班牙的高速铁路网还是日本的新干线,都是电气化的。并且Class 800所行驶的三条路线中,大西部本线伦敦至迪德科特为电气化铁路,余下部分的电气化虽遇到挫折但也在稳步推行中;东海岸本线则早在英国国铁私有化以前就完成了电气化;只有Cotswold Line因为属于相对不重要的地方交通线而没有任何电气化或者相关计划。

我国新建的客运专线都是电气化的原因

首先,电气化的铁路以及纯电力铁路装备一般而言比起内燃化装备或双模式装备更有性能优势,包括:

  1. 铁路装备能达到更高的功率/质量比
  2. 更简单的机械结构带来的更低的装备维护成本
  3. 减少的噪音污染
  4. 零尾气排放(受其他因素影响)
  5. 允许更长的隧道甚至全地下化
  6. 不受国际油价影响的运营成本与更多样化的能源选择
  7. 更容易使用先进的节能减排技术(如再生制动)
  8. 特定情况下更低的后期维护成本
  9. 在山区可以容忍更大的线路坡度而不至于带来问题
  10. 其他条件相近下更大的运力潜力

其中比较难以理解的应该有1, 4, 5, 6, 8, 9与10.其中1是两个原因的结果:不需要搭载内燃机以及相关的传动带来的结构简化,以及常见内燃机(如柴油机)本身较低的功率/质量比极限;4指的是铁路和铁路装备本身不排放尾气,但发电过程依然可能有排放,不过发电的排放相对集中也更容易治理;5则是因为没有燃烧尾气排放使得无需担心隧道内尾气中毒或氧气不足或的问题;6则是由电能的性质带来的,比如法国LGV网络的主要电能来源为该国的核电系统;而我国也拥有相对丰富且廉价的煤炭储备和世界前列的特高压输电技术;8则是由于电气化的铁路装备通常而言更轻,长期使用的磨损相对更小,从而可能抵消增设的电气化设施带来的维护成本的增加;9则是由于1,电气化的铁路装备拥有更大的爬坡潜力,使得线路修建时可以更少考虑地势影响;10则是因为电气化铁路装备更轻,列车制动距离可以更短,从而为更高的班次密度带来条件。

但是非电气化铁路也有以下优势:

  1. 更低的前期投入
  2. 更大的界限潜力使得双层集装箱货车等也可通行

对于客运专线而言,2本身没有较大意义;而从长远来看,1只有在铁路本身运量较小时才能成为显著优势。一般而言,非电气化铁路的成本优势与其承载量呈反比例关系。而对于中国而言,客运专线一般运量都不会很小,而且高峰期运量在世界范围内也是极为恐怖的。即使是兰新二双、西成客专以及沪汉蓉快速通道等服务西部地区的线路,在春运与暑运的时候也是一票难求。在我国铁路旅客运力总体不足的情况下,修建运力受限的内燃客运专线所带来的收益较低,无法被认为是一个经济、理智的选择。除此之外,由于客运专线本身对所用建材的要求较高,其修建成本本身就已经偏高,非电气化所带来的成本优势也被削弱了。在这种情况下,不论是政府还是民间投资者更理性的选择都是修建潜在运力更大的线路,以期能吸引更多的旅客,从而最大化铁路给地方带来的经济效益。

综上所述,我国选择修建电气化的客运专线是一个综合多方因素考虑后的理智选择。基于相似的原因,世界上其他国家的客运专线一般也都是电气化的,而且再来线提速改造很多时候也包含电气化工程。

我国目前不使用内燃或双模式动分的原因

由于前述原因,内燃或者双模式动分在我国的市场将主要为普速铁路换代。但是动分式动车组的维护体系与现有的机辆体系完全不同,比如我国高速铁路系统使用的是动车段-动车所体系而普速铁路使用的则是机务段-车辆段体系。如果要在普速铁路上全面普及动分,就必须新建类似高速铁路的、和既有系统不兼容的维护体系,成本巨大。在这种背景下,不但内燃或者双模式动分难以普及,即使是电气化装备的换代产品也是以动力集中式动车组这么一个可以兼容现有机辆体系的形式存在。

除此之外,双模式铁路装备总体上有极大的劣势:机械结构复杂且死重较多。机械结构复杂使得其后勤成本优势大大降低;而死重偏多则不但会增加使用过程中对线路的磨损,还使得达到更高的速度变得困难。放眼世界,德铁Class 605 (ICE TD)内燃高速动车组已经因为复杂机械结构带来的高昂运营成本而在2017年全数退役;而大西部铁路的Class 800预留了改为全电车的能力这一点,也从侧面佐证了双模式只是权宜之计,而电气化才是理想方案。

其他想法

这个问题第一次引起笔者注意是在数日前。那时题主私信了笔者的一位朋友并且询问了同样的问题。笔者的朋友将这个问题分享给了笔者并询问想法。该朋友在笔者的建议下,回复了CJ5型混合动力动车组以及CR200J型动力集中式动车组这两款新车的信息。后来笔者得知,题主对该朋友表示查询了CJ5型相关信息,但对其不太理解。考虑到中文维基百科对该型动车组的介绍非常浅显易懂,笔者对于题主宣称做了调查研究这点表示怀疑。

孔子曰:学而不思则罔,思而不学则殆。共勉。

链接

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首先说说环保的问题,内燃机车的噪音太大,对司乘人员的健康造成影响,对铁路沿线居民也会造成影响。而且在污染排放方面,电力列车几乎为零,内燃机车就不行了。再一个也许你们不知道,有人偷油,对,没错,有人偷内燃机车的燃油,大规模的使用内燃机车需要大的燃油库,也许就有人铤而走险,而且也有安全隐患。但是,高压电谁敢乱动?

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这个问题槽点很多,只能用列举的办法回答你。

1,如果有一段铁路未电气化,只能允许内燃动车组运行,那么别的电气化铁路开行的电力动车组便不能进入该区间,会对跨线车运行和通达度造成重大影响。


2,从降低运营成本的目标来看,标准统一化和设备统一化都是极其重要的目标,中国标准动车组便是这一目标的产物。在电力动车组技术高度成熟的今天,又引入运营技术不成熟的内燃动车组,需要大量资金和时间投入研发并制定一套新的运用体系和培养独立于电力的内燃动车组运用人员,成本是突破天际划不来的。


3,由于内燃机的天然属性不可能做到动力分散于各个车厢,只能动力集中于首尾车厢,黏着力会大大低于动力分散型的电力动车组,加速性能大幅下降,违背了动车组快速启停的初衷得不偿失。


4,首尾车庞大的内燃机组占用大量空间,会导致列车定员大幅降低,运力大幅降低铁路部门收入大幅降低。


5,内燃机噪音巨大,对沿线居民车内乘客和工作人员都是一大折磨,列车舒适性大幅下降。


6,内燃机可靠性大大低于电机且维护困难,动车段没有相应设备用于内燃机的维修和保养,也没有加油设备用于加油,改造成本难以想象。


7,内燃机需要燃油,动车组为了轻量化不可能装载太多燃油就必然跑不远,如果在车站内安装加油设备一来安全存在隐患,二来大量占用站台线时间,大大降低车站到发效率,第三还会大大降低列车平均旅速。


8,我国是煤炭大国,而燃油需要进口,电厂生产过程中排放控制必然大大优于小型化的内燃机,电力更清洁环保,成本也要更低。


9,电力机车可以利用电机在制动时开启再生制动,既可以大大减轻机械制动的压力减轻维护量又可以发电输回电网,而内燃机车还能把动能转化为燃油不成?


10,电力机车起动加速快,爬坡能力强,工作不受严寒的影响,运行时不排废气,所以在运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度陡的山区线路上更能发挥优越性。


11,内燃机安装于首尾车会大大增加车辆轴重,对线路损耗更大,维护成本维护频率维护难度难度都将大幅提升,工务段的也是人放过他们。


国外某些地区人烟稀少,铁路电气化成本太高划不来,暂且用内燃动分。中国人烟稀少的地方经济发展程度你觉得会需要高速动车组吗?未电气化的铁路普遍来说160kmh等级都达不到吧?一天到晚也没几辆车吧?这种情况何不用物美价廉技术成熟易于维护的机辆式列车呢?


还有一大堆的槽点,喷不完的睡觉觉了

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题主只看到了电气化铁路供电设施的维护成本,却无视了内燃高速列车高昂的研发、制造、维护、燃料成本。英国那个柴电两用的我不清楚,大不了可以当纯电的用,反正德国已经替我们摸索过内燃高速动车了,ICE-TD,最终结果是凉凉了。中国有必要重蹈覆辙么?而且中国和欧洲比起来用电相比烧油的成本优势更明显。内燃机技术也不是中国的强项,国外可供引进的内燃高速列车也很有限。

我觉得中国需要内燃动车,但需要的是普速内燃动车,用来跑非电气化支线的“站站乐”,发挥快起快停的优势。但是支线慢车尚未得到国铁的重视,而且一旦某条铁路受到重视,它将大概率被电气化,所以内燃动车不要也罢。(嫌费钱?比既有铁路电气化烧钱的事多了去了。)现在连青藏线格拉段都快要电气化了,内燃机车真是夕阳产业了。

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说的好像几个主机厂没给国铁造过DMU,国铁也没用过DMU一样,跑过沪宁城际的蚕宝宝、跑过京津城际的大白猫等一众双层城际DMU表示不屑,大白猪表示京张还能让我浪几年。

吐槽完毕,既然说到英国的Class 800,那就用一个英国案例说说这玩意到底坏菜在哪。

跑到UIC高速标准的DMU在70年代已经出现,就是英铁的IC125,但是那个基本上就是俩内燃机车牵引着7/8/9节客车跑到125mph而已,在英铁内部,机车型号为Class 43,车厢型号为Mk3,而Mk3换个钩子一样能被普通机车牵引。IC125真跑到那个速度的时候,柴油机已经1500rpm了,可以说噪音相当感人。

70年代英铁也想跟风搞高速铁路,但是也只是在既有线上动脑筋,同时想用车去弯道超车。Plan A是研发电力摆式动车组,Plan B是用两台高速内燃机车夹住拖车。两种方案都试验车,但是经过考量,最终Plan B胜出。

英国佬选择Plan B的原因是铁路电气化程度不够,不足以支撑电力高速列车从伦敦直达格拉斯哥/爱丁堡。另外的原因是这样,虽然英国佬确实有自己的电力摆式动车组方案也造出了试验车,但是发现没法单独依靠英国企业量产这种列车,所以这个方案被卖给菲亚特,菲亚特经过进一步深化研发得到Pendolino这个摆式列车平台,以这个平台制造了Class 390型电力动车组转卖回英国,英国拿这车去取代IC125。时隔多年,Plan A还是在逐步替代Plan B。

至于日立的Class 800,也只是为了解决部分无电路段的动车组通过问题,本质上那玩意还只是一个电力动车组,加内燃机通过无电路段仅仅是权宜之计。毕竟英国铁路也有接触网AC25kV,50Hz与第三轨DC750V两种制式,并且Class 375/377/395都可以实现供电制式切换,但是不能说这玩意就可以成为大铁(国家级路网,但非特指国铁,几个大型私营铁路公司组成的国家级路网也可以用这个词)列车的主流一样。

另外,英国确实有不少使用卧式柴油机的内燃动车组,但是一般也就两三节,多用于见站就停的普客通勤列车,发动机动力也就跟普通半拖挂汽车一样几百马力,最高速倒是能到90mph,但是这玩意再想跑快问题就多了,而且这些车跑的线路多半是保留了个把世纪的老旧铁路,限速75/60/50mph等等不一而足,道岔咽喉区限速20mph都算高的,限速15mph是常态,在这个线路条件下,跑的高有意义吗?

所以回到题主的问题,只建电气化高速铁路是否浪费?英国人表示还是电气化省心,不浪费的理由其他答主以及解释得很清楚了。

不用背柴油机=不担心柴油机会坏+不担心柴油机油不够+不担心柴油机动力不够+不操心柴油机维护+减少车辆死重多拉客,这就是电气化铁路的优势。至于修建电气化铁路当中电气化部分的花销,在总建设成本里能占多少?运营时的各种故障及其修复时间在总体运行时间又占比多少?

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