新しいソフトウェアが貨物列車の代替燃料の影響をシミュレートする(New software simulates the impact of alternative fuels for freight trains)

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2024-01-18 バージニア工科大学(VirginiaTech)

lights at a railroad crossing
A recent project from the Virginia Tech Transportation Institute provides new insights to the impact of freight trains using alternative fuel sources. Virginia Tech photo

◆バージニア工科大学の研究者たちは、全国の貨物列車がディーゼルから電気などの代替燃料に移行するシナリオをシミュレートするためのNeTrainSimソフトウェアを開発しました。このオープンソースのツールは、電気、バイオディーゼル、水素、ハイブリッドなどの代替燃料を使用した列車の国内ネットワークの複数シミュレーションを実行し、移行によるエネルギー削減を初めて定量化しました。
◆結果によれば、電気動力はエネルギー消費を56%削減し、バイオディーゼルおよびバイオディーゼルハイブリッドは二酸化炭素排出を6%および21%削減し、ディーゼルハイブリッド技術は16%の削減を示し、水素燃料電池技術はエネルギー消費を15%減少させました。NeTrainSimはダウンロード可能で、研究結果は学術誌「Applied Energy」に掲載されました。

<関連情報>

貨物列車における代替パワートレイン技術の比較分析: 持続可能な鉄道輸送に向けた数値的検討 Comparative analysis of alternative powertrain technologies in freight trains: A numerical examination towards sustainable rail transport

Ahmed Aredah, Jianhe Du, Mohamed Hegazi, George List, Hesham A. Rakha
Applied Energy  Available online:29 November 2023
DOI:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122411

Abstract

This study assesses the energy efficiency and environmental implications of six powertrain technologies in the U.S. freight rail network: diesel, biodiesel, diesel-hybrid, biodiesel-hybrid, hydrogen fuel cell, and electric. Utilizing a simulation model, energy consumption at the tank across different demand scenarios and geographical regions is conducted. The study revealed electric powertrains as the standout, slashing energy consumption at the tank by 56% compared to traditional diesel, with the potential for zero CO2 emissions when powered by green energy sources. Biodiesel and biodiesel-hybrid also outperformed conventional diesel, cutting CO2 tank emissions by 6% and 21%, respectively. Diesel-hybrid registered a 16% reduction in both tank energy and diesel consumption, while hydrogen fuel cells demonstrated a 15% energy consumption drop at the tank and zero emissions. Implementing these advanced technologies requires considerable infrastructure investment and adaptation, which is beyond the scope of our analysis. While centered on the U.S. rail network, our findings offer valuable insights for global freight rail systems, underpinning the push for sustainable powertrain transitions.

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