現在全世界跨越了化石燃料和原子能等，開始關注新的替代能源「氫」，可以說已經進入以氫為能源的「氫社會」。現代樂鐵當然也邁向氫氣社會正在向着新的鐵路一步步前進。在這之中就重點項目就是「輕軌」。今天，我們將在現代樂鐵部落格上介紹包括氫電力輕軌等隨著時代變化在內的輕軌能源技術。
氫電輕軌的燃料是氫氣？還是電力？
現代樂鐵生產的輕軌全以電力為能源，根據能源供給的方式大致可分為「架線式」和「無架線式」。架線式是在線路旁架設電線柱，透過上端的集電弓來獲得電力；反之，無架線式是在沒有電線和集電弓的狀況下，從車上裝載的電力供給源中得到能量。
另外，輕軌也可以根據電源供給的方式來作區分。輕軌可分成使用由電池和超級電容器構成的車上能量儲存系統ESS(Energy Storage System，以下簡稱ESS)的ESS輕軌和使用氫燃料電池的氫電輕軌。
▲依據推動力的不同而有不同種類的輕軌
另外也有生產架線式和ESS、架線式和氫氣燃料電池、ESS和氫氣燃料電池等同時裝載兩種方式的混合式輕軌。在都市裡架電線設備並不容易，所以以ESS或燃料電池的方式運行，而在郊外路線以架線的方式運行的話，可以縮減ESS和燃料電池的大小，讓輕軌能夠運行的更有效率。在已經電車化的區間，以架線的方式運行，在非電車化的區間內使用ESS或燃料電池，所以輕軌電力供給才會由多種方式組合所構成。
為何氫電輕軌是最近的趨勢？
▲無架線區間的氫電輕軌越來越夯
最近氫電輕軌越來越夯，架線-ESS輕軌我是架線-氫氣燃料電池輕軌雖然具有根據地區的不同來設計不同組合的優點，但架設電線會引發許多問題。而以無架線的方式增設ESS輕軌或氫氣燃料電池輕軌的能源的話，不只能源效率會降低，車體的重量也會增加。能夠克服現有的架線輕軌和無架線輕軌所具有的侷限，並大幅提高效率的對策就是「氫電輕軌」。
氫電輕軌若以一句話來定義的話，就是同時搭載ESS和氫氣燃料電池的輕軌。剛啟動氫氣燃料輕軌或是在加速等需要較多力量時，使用ESS；在等速區間或是減速等區間時，則使用氫氣燃料電池運轉時所產生的能源來運行，而剩餘的能量可運用在ESS充電時，是個相當有效率的車輛運行方式。氫氣燃料充電一次可以跑200公里以上的距離，所以當然可以說是具有壓倒性的輕軌。
▲更加提高ESS輕軌和氫燃料輕軌效率的氫電輕軌
氫氣燃料輕軌預計可以擴大都市鐵路網，以及在都市鐵道與郊外線混用的區間運行。由於在距離較遠的長距離路線也可以順利運行，因此正在討論多種可以活用的方案。在短距離路線和長距離路線混合的區間內，可與ESS 輕軌相輔相成，相當備受期待。
氫電輕軌沒有氫氣爆發的危險嗎？
如果說到以氫氣作爲能源，很多人會問：那不危險嗎？不是還有氫彈嘛！的顧慮，但其實氫氣一點都不危險。現代樂鐵的輕軌是以現代汽車集團的氫燃料電動汽車「NEXO」的燃料電池作為能源來使用。氫燃料電池與一般透過燃料的爆發力獲取能量的內燃機關或氫氣發動機完全不同。它的原理是以氫離子和氧氣結合產生電位差之後再產生電流，與爆炸無關。
另外，氫燃料電池的氫氣槽就算破裂在灣全上也沒有任何問題。它的起火點為575°C」高於汽油或柴油的起火點，且是太空中最輕的物質，因此不容易引發大型爆炸事故。
氫電池輕軌會引起輻射等環境汙染問題嗎？
▲可以淨化空氣的氫燃料電池
核融合反應與普通氫氣不同，需要將包括中子在內的雙重氫或三重氫加熱至太陽中心的溫度攝氏1億度以上時才會發生。我們一般所知道的輻射污染就是在這種過程中引爆原子彈而產生的。但氫燃料電池並不是核融合而是以「電解」的原理生產電力，所以不需要擔心輻射汙染，反而氫燃料電池還具有淨化空氣的作用。
氫燃料電池為了引起氫氣反應，利用空氣過濾器、加溼器和氣體擴散層原理，可有效過濾灰塵和細顆粒物以及99.9%以上的化學物質。經過此過程所生產的電力，在氫燃料電池裡只排出產生純水。
▲氫電輕軌的運行可以產生淨化的空氣
當一輛柴油公車產生40微克的浮塵時，一臺氫店輕軌可以淨化800微克的浮塵，等同於氫電輕軌一臺每行駛一小時可以提供107.4名成人呼吸一小時的淨化空氣。一千臺氫電輕軌穿梭於城市中心，可以淨化四千臺柴油車的微細顆粒物，等同於種兩萬棵樹，獲得減碳的效果。氫電輕軌就是像這樣具有親環境特性的未來型交通手段，所以大家應該知道為何現代樂鐵會如此關注了吧？
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