2016年12月28日，昆滬鐵路全線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，途經(jīng)53個(gè)車(chē)站，跨越2252公里。以每小時(shí)300公里的時(shí)速運(yùn)行，最快也要十個(gè)半小時(shí)。高鐵動(dòng)車(chē)組全由電力驅(qū)動(dòng)，時(shí)速250千米每小時(shí)耗電4800度，來(lái)回往返一次就要耗費(fèi)近十萬(wàn)度電。高性能意味著高能耗

2016年12月28日，昆滬鐵路全線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，途經(jīng)53個(gè)車(chē)站，跨越2252公里。以每小時(shí)300公里的時(shí)速運(yùn)行，最快也要十個(gè)半小時(shí)。高鐵動(dòng)車(chē)組全由電力驅(qū)動(dòng)，時(shí)速250千米每小時(shí)耗電4800度，來(lái)回往返一次就要耗費(fèi)近十萬(wàn)度電。

高性能意味著高能耗，跨度如此之大的高鐵線路是如何供電的呢？

我國(guó)高鐵科技水平世界一流，擁有世界上行駛速度最快的動(dòng)車(chē)，也是高鐵里程最多的國(guó)家。滬杭高鐵成功實(shí)現(xiàn)350km/h的世界疾速，日常情況下速度不會(huì)提的那么極限，一般時(shí)速維持在250km/h上下，這是照顧能耗的最優(yōu)選。

當(dāng)動(dòng)車(chē)組以時(shí)速每小時(shí)350km行駛時(shí)，行駛一小時(shí)的消耗的電量將達(dá)到9600度，足足翻了一倍。隨著運(yùn)行速度的加快，能耗成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，為了兼顧能耗與速度，國(guó)內(nèi)高鐵的運(yùn)行一般維持在250km/h。

高鐵的供電原理和電車(chē)類似，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在鐵路上搭一根電線，在動(dòng)車(chē)上安一個(gè)可以導(dǎo)電的滑軌，以這樣的方式供電。這組電線被稱為“電網(wǎng)”，導(dǎo)電滑軌被稱為“受電弓”。

如此長(zhǎng)的一條路線，當(dāng)然不可能用一條電線溝通，平均數(shù)十千米處就會(huì)有一處供電單元，為高鐵提供電力。為了保證用電安全，每個(gè)供電單元之間不能直接連通，中間有一段很短的線路是進(jìn)行電氣絕緣的。

這段“無(wú)電”距離很短，一般長(zhǎng)約百米，通過(guò)這段路程的高鐵相當(dāng)于失去了動(dòng)力來(lái)源，只能憑慣性運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然作為乘客你應(yīng)該根本感覺(jué)不出來(lái)，高鐵如此快的速度，一兩秒就過(guò)去了。

要讓滿載16節(jié)，每節(jié)重量60噸左右，還帶著千來(lái)號(hào)人的列車(chē)飆到350km/h可不是一件容易的事。高鐵如此優(yōu)異的性能離不開(kāi)分散式動(dòng)車(chē)組的設(shè)計(jì)，這也是它為何耗能如此大的原因。

與傳統(tǒng)鐵路系統(tǒng)的火車(chē)不同，高鐵的動(dòng)力源不止一個(gè)?；疖?chē)使用火車(chē)頭牽引，后面拉幾個(gè)車(chē)廂可以隨時(shí)調(diào)整，遇到山坡比較陡峭的情況，火車(chē)后面還會(huì)加裝一節(jié)動(dòng)力車(chē)廂，頂著它爬坡，靈活分配動(dòng)力?；疖?chē)能跑多快，完全在一個(gè)或兩個(gè)動(dòng)力車(chē)頭。

高鐵采用的動(dòng)車(chē)組系統(tǒng)則是把動(dòng)力裝置分散安裝在車(chē)廂上，把這幾節(jié)帶有牽引力的車(chē)廂分別安排到普通車(chē)廂之間，形成一個(gè)動(dòng)車(chē)組。這樣做，列車(chē)的動(dòng)力來(lái)源就變多了，速度也能突破牽引車(chē)的極限，能耗也相對(duì)變高了許多。

中國(guó)的高鐵設(shè)置有兩種動(dòng)車(chē)組模式，最高荷載的16節(jié)車(chē)廂和最低荷載的8節(jié)車(chē)廂，可針對(duì)載客量多少來(lái)進(jìn)行切換。如此高的時(shí)速運(yùn)行，動(dòng)力分配不平衡很容易產(chǎn)生事故，所以高鐵不能說(shuō)想掛多少車(chē)廂就掛多少，而是固定的8廂、16廂。隨著技術(shù)的革新，今年6月份上線的超長(zhǎng)動(dòng)車(chē)組CR400AF-BZ，最高荷載達(dá)到17廂。

按照國(guó)家工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)，每度電在一塊錢(qián)左右，昆滬高鐵往返一趟耗電10萬(wàn)度左右，電費(fèi)也要10萬(wàn)左右。假設(shè)滿載差不多千人，往返人均兩千的票價(jià)，來(lái)回一趟營(yíng)收200萬(wàn)上下，看似賺了不少，那為什么高鐵年年虧損呢？

注意營(yíng)收這塊是頂著滿載狀態(tài)預(yù)估的，現(xiàn)在疫情大家都減少出行，實(shí)際荷載情況能有50%就不錯(cuò)了，而且公共交通系統(tǒng)沒(méi)有說(shuō)人少就不拉的，實(shí)際的荷載情況可能更糟糕。

高鐵作為高精尖的科技設(shè)備，折損非常嚴(yán)重，我國(guó)京滬高鐵復(fù)興號(hào)創(chuàng)造350km/h的世界疾速，是2017年的事，雖然都有保養(yǎng)維護(hù)，但現(xiàn)在的安全行駛急速也只能保證在300出頭。

電力、折損、人工、養(yǎng)護(hù)，這些是高鐵運(yùn)營(yíng)的主要成本，如果僅從商業(yè)角度評(píng)判，這可能不是筆好買(mǎi)賣(mài)。這還沒(méi)算基礎(chǔ)鐵路設(shè)施建設(shè)和列車(chē)的科技研發(fā)、建造費(fèi)用，投入與產(chǎn)出根本不成正比。

站在一個(gè)商人的角度看高鐵是虧的，但站在國(guó)家層面，虧損只是表象。高速鐵路系統(tǒng)連通全國(guó)各地，提高人民出行效率，促進(jìn)各地政治、經(jīng)濟(jì)、文化、人才的交流互通，優(yōu)化資源配置，帶動(dòng)全國(guó)發(fā)展，這才是修建它的意義。國(guó)之重器當(dāng)之無(wú)愧！

為響應(yīng)綠色、低碳、可持續(xù)的發(fā)展要求，高鐵也要“減減肥”

你可能會(huì)覺(jué)得現(xiàn)在的高鐵耗電量大，但在正式投產(chǎn)前設(shè)計(jì)的高鐵耗電量要比現(xiàn)在高出好幾倍，對(duì)高鐵核心技術(shù)的突破才讓我們又快又省。

高鐵作為國(guó)家的“親兒子”，國(guó)家對(duì)他有更高的期望，也對(duì)他有所要求。如何讓高鐵更省電，一直是研究人員刻苦鉆研的課題。CR400AF型復(fù)興號(hào)動(dòng)車(chē)組作為創(chuàng)造世界最快記錄的列車(chē)，集先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)于一身，它的能耗比前輩們更低。以每小時(shí)350公里的速度行駛，人均百公里耗能僅3.8度。

最新生產(chǎn)的CR400AF-Z型復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車(chē)組，在節(jié)能上則更進(jìn)一步，同等行駛速度下，人均百公里耗能降到3.5度。不光動(dòng)力上降低了能耗，服務(wù)功能方面也同樣做到了省電。列車(chē)內(nèi)的空調(diào)需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定輸出，采用變頻式更節(jié)能，這一點(diǎn)改動(dòng)降低了空調(diào)10%的能耗。

高鐵不光耗電還能產(chǎn)電，你聽(tīng)說(shuō)過(guò)嗎？

高鐵發(fā)電的來(lái)源是電動(dòng)機(jī)變發(fā)電機(jī)。高鐵重量大速度快，無(wú)法通過(guò)常規(guī)的剎車(chē)盤(pán)進(jìn)行快速制動(dòng)，技術(shù)人員就把它龐大的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，重新回歸電網(wǎng)，完成動(dòng)力削減。等列車(chē)來(lái)到低速行駛階段再啟用剎車(chē)盤(pán)進(jìn)行制動(dòng)，讓列車(chē)順利停靠。

這部分制動(dòng)產(chǎn)生的電流回到電網(wǎng)，可以被同一供電區(qū)間的其他列車(chē)使用。這樣一來(lái)二去，產(chǎn)生的電流就完成生產(chǎn)再使用的流程，達(dá)到節(jié)電的目的。高鐵行駛距離長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)的站點(diǎn)不少，制動(dòng)次數(shù)也多，這部分電流的反饋利用也是很有必要的。

只可惜這部分制動(dòng)再生電流因?yàn)檗D(zhuǎn)換儲(chǔ)存難度大，無(wú)法被電網(wǎng)轉(zhuǎn)換為民用，同一個(gè)供電區(qū)間也不一定就有列車(chē)通過(guò)，發(fā)出來(lái)的電很可能被浪費(fèi)了?；蛟S未來(lái)技術(shù)再進(jìn)步，可以把這部分電流儲(chǔ)存到動(dòng)車(chē)上供內(nèi)部使用。