无缆输电新范式！美国拟用火车运输绿电
发布日期：2025/5/15
在输电网络建设步履维艰之际，美国初创企业SunTrain试图以“轨道电池车”绕开电网瓶颈，为清洁能源找出路。
在传统的热能发电厂中，只要燃料充足、水能沸腾，汽轮机就能持续转动，不论是黑夜还是风雨交加的天气，只要蒸汽源源不断，电力便不会中断。过去一百多年，人类早已习惯了“随叫随到”的电力供应——无论是凌晨三点焊接金属，还是夜间运转冰箱、电热水器或空调，电力总能满足需求。
而如今，随着可再生能源的大规模并网，这一模式遭遇挑战。正如一位前美国总统讽刺所说，“太阳不会总是照耀，风也不会总是吹动”。尽管新建输电线路可以将偏远地区的绿电送至用电负荷中心，但规划、许可与施工通常需时十年以上，成本高昂、进展缓慢。
总部位于美国的初创企业SunTrain（太阳火车）提出了一个截然不同的解决方案：不通过电线，而是通过铁路输送电力。
该公司在其官网表示：“可再生能源的电力输送，若不受输电线建设所带来的种种挑战——如审批、征地、避让既有基础设施及应对多方利益相关者反对——往往是成本最低的减排方式。铁路基础设施作为既有资产，过去服务于煤电，如今则可低成本支持清洁能源传输。SunTrain带来一种创新项目开发方案，通过固定在铁路车厢上的公用事业级电池储能系统，实现电网级电力的移动交付。”
SunTrain称，其方案可以解决当前阻碍清洁能源发展的重大输电瓶颈。公司通过定制电池集装箱，将偏远太阳能和风能发电场的绿电储存其中，再借助既有铁路网络，将其运送至变电站拥堵的节点，完全绕开传统输电线路，实现“Trainsmission®”——以火车方式完成绿色能源传输。
也许有读者会对“柴油机车满载充电电池穿越美国”的场景感到不安。但SunTrain认为这比等待未来15年电网建成更具现实意义。轨道、机车、货车都已经就绪，何不即刻启用？如果SunTrain能为科罗拉多州丹佛市这样的主要城市提供充足的电力支撑，那这个方案就不仅仅是创意，而是可能落地的现实。
SunTrain在丹佛启动试点项目
美国丹佛市及其周边电网，是美国全国电网的一个缩影。数据中心和电动车激增带来的用电需求飙升，而科罗拉多州现有电网已难以充分吸纳新增的可再生能源产能，导致大量电力被白白浪费。根据科罗拉多电力输电管理局的估算，到2045年，该州需再投入87亿美元以升级电网。
在新电网尚未建成之际，SunTrain提供了一个“过渡解决方案”。未来，当新电网投运后，SunTrain也可随之转移至其他储能需求迫切的地区。
据《人类世杂志（Anthropocene Magazine）》报道，SunTrain在科罗拉多的试点项目设想由20节电池车厢组成的列车，在两座发电厂之间往返运行。列车将从Xcel Energy位于普韦布洛（Pueblo）附近的太阳能设施装载富余电力，再沿联合太平洋铁路（Union Pacific Railroad）行驶150英里至丹佛市中心的发电厂，释放储能。
目前，SunTrain仍需攻克的技术难点是如何实现列车与电网的自动对接。目前公司尚需人工插接充电电缆，未来希望引入一种由瑞士工程公司Stäubli开发、用于电动公交、卡车与轮渡的充电技术，配合轨道边的机械臂完成全自动连接。
在安全问题上，SunTrain称已有充分准备。其所使用的全部为磷酸铁锂（LFP）电池，比三元锂（NMC）电池更不易起火。公司联合创始人杰夫·安德森（Jeff Anderson）介绍，在不久前完成的一次从旧金山出发、为期12天的长途运输测试中，SunTrain成功证明其电池“既不会在路上震坏，也没有发生爆炸，大家都还活着”。他补充道，虽然LFP电池重量更大，但“铁路本就擅长搬运重物”。
当然，使用柴油机车会产生碳排放，每千瓦时电力约对应25克碳排放。尽管不够完美，但相较于天然气发电厂的排放量，仍然清洁17.5倍。SunTrain估算，其首列样车成本约为1,500万美元。但在当前联邦政府将预算优先投向化石燃料与国防的背景下，融资仍是一大难题。
铁路走廊的另一个想法
除了以电池列车运输电力外，美国部分地区还探索沿铁路走廊建设输电线路。例如，纽约州与新英格兰地区的公用事业公司和独立输电商已在铁路旁建设了若干短线项目，并计划推进更多大型项目。
Eversource新英格兰地区输电规划总监雅各布·卢卡斯（Jacob Lucas）表示，“若能减少开辟新走廊的需求，那将是一个巨大胜利。”他认为，将电力基础设施与铁路共址（co-location），不仅可保护自然环境与社区免受不必要干扰，还可绕开繁杂的土地征用和审批流程。
卢卡斯曾参与两个典型案例：一是在康涅狄格州哈特福德附近，利用了几公里的美铁（Amtrak）高速铁路走廊；另一个则是与丹麦海上风电开发商Ørsted的合作项目，在纽约长岛通勤铁路的走廊内短暂铺设线路，连接South Fork海上风电场，这是北美首个大规模此类项目。
还有更大项目正在推进中：Champlain Hudson Power Express项目将加拿大魁北克水电输送至纽约市，其中逾200公里沿铁轨敷设；中西部的SOO Green项目则计划从爱荷华州风能带通往芝加哥，其560公里路线几乎全程沿铁轨行进。
不过，铁路企业是否愿意开放其最宝贵资产——土地，仍需取决于其商业逻辑。卢卡斯指出：“在我熟悉的大多数项目中，这一过程都异常艰难。”但他也相信，若铁路运输化石燃料的业务在未来萎缩，绿色电力有望成为其新的收入来源。
结语：火车运电，真能成行？
SunTrain的设想，或许并不像初看那般异想天开。毕竟，铁路运输能源的历史由来已久——只是如今运送的是“电子”，不再是“物资”。
与美国内华达州那个靠绿电推动列车上坡、下坡再反向发电的“沙漠列车储能计划”相比，SunTrain显然更脚踏实地。而这项构想得以实施的一个关键前提是：当前多数电池储能系统（BESS）均可装入标准40英尺集装箱，而铁路行业对集装箱运输早已驾轻就熟。
如果能找到足够资金让首列原型车投运，这或许真的不仅是一趟绿电之旅，更是一条能源未来的新路径。
来源：寰宇新能源
