下一站「碳中和」鐵道大國日本的鐵路零碳挑戰

2023.03.06 15:47

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生態環保

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1872年，日本第一條鐵路（橫濱－新橋）開通，帶動日本明治維新的推進，讓日本發展成現代化國家，也改變了民眾的生活。150年後，在節能減碳成為主流的現在，鐵路系統也得面臨轉型。

你知道大眾運輸系統也會產生為數可觀的碳排量嗎？鐵道系統還可以怎麼減碳？現在日本是這麼規劃的⋯⋯。圖片來源：S. Tsuchiya／Unsplash

鐵道碳中和電力來源成關鍵

一般聽到大眾運輸工具，應該會有比自用車更節能減碳的印象吧？

由乘客碳排量來看確實如此。根據日本國土交通省的統計，大眾運輸工具每公里每名乘客的碳排量，飛機是98克、巴士是57克、而鐵道只有17克[註1]，相比之下，自用車卻要130克。要說鐵路是最低碳的大眾運輸工具一點也不為過。再加上多數鐵路已經電氣化，相對來說，電車是能源轉換效率很高的交通工具。

然而，2019年鐵道系統的二氧化碳排放量就高達1000萬公噸，佔日本整體碳排量的1%，這些碳排九成都和電力排放有關。日本鐵道業者的電力來源又以火力發電廠為大宗（75.1%），光鐵道系統就消耗了日本全國2％的電力。

那鐵道系統有沒有可能自行啟動能源轉型，而不用等待供電系統漫長的轉型呢？

如果電力來源轉型成功，鐵道系統大幅減碳，不只能「淨零」還可以「負碳排」，多餘的減碳額度還可以分給其他難以減碳的領域，讓日本可望在2050年達成淨零排放的目標。

日本官民合作的檢討會，整理出鐵道系統如果要減碳，可以從減少能源使用、與生產・運送・儲存・使用再生能源的「2H3T」著手。圖片來源：M.S. Meeuwesen／Unsplash

開源節流的「2H3T」

日本國土交通省去（2022）年成立了「加速鐵道碳中和檢討會」（鉄道分野におけるカーボンニュートラル加速化検討会），找來專家學者、公部門與鐵道業者，共同思考鐵道如何實現淨零排放。

根據檢討會去年8月發表的期中報告，他們已經整理出「2H3T」的具體作法，以及3種減碳的營運模式。「2H3T」分別是下列5個日文單字字首字母的縮寫：

減少能源使用（Herasu）：使用節能列車、減少車站能源使用與採行節能的鐵路運行時刻表
生產再生能源（Tsukuru）：使用再生能源，或採用電力回生系統，蒐集電車減速時產生的電力，等待進一步使用[註2]。
運送再生能源（Hakobu）：透過區域電網送電或電池運送電力，或利用管線、貨運鐵路輸送氫氣
儲存再生能源（Tameru）：使用電池或儲氫設備
使用再生能源（Tsukau）：使用綠能、綠氫

和台鐵集集線是姐妹鐵道的夷隅鐵道，目前仍是使用柴聯車，鐵路也沒有走向電氣化。對於這類型地方支線，日本考慮在燃料電池電車開發完成前，先升級成更減碳的電源車。圖片來源：natary t／Unsplash

3種可望減碳的鐵道營運模式包括：

地產地消型：
充分利用鐵道閒置空間，設置再生能源發電、儲電或送電設備，或以比較高的價格跟發電業者簽約，收購地方既有的再生能源發電設備，讓電力也能「在地生產、在地消費」。在鐵路閒置空間生產的電力，除了可供車站使用之外，也可以作為地方公共設施緊急狀況時的電力來源。
產地直送型：
充分利用鐵道閒置空間設置電力儲存裝置或儲氫設備，也可以利用貨運鐵路或設置氫氣運輸管線運送氫氣，建構地方的綠氫供應鏈。
新電車型（非電氣化鐵道的進化）：
日本目前仍有一些地方支線採用柴油引擎推進的火車，但考慮到這些支線沒有電纜，平常載客量也沒有這麼大。所以短期內的目標是將這些柴聯車升級成電源車，中長期目標是燃料電池電車開發完成後，導入地方鐵路路線。

報告書最後寫道，除了2050年要讓鐵道總碳排量實質減少100%， 2030年也預計要先讓鐵道車站的碳排量，和2019年相比實質減少150%（減少350萬公噸）。不過這份報告也提到，目前關於氫氣的技術很多都還在開發階段，沒有辦法馬上進行，有些構想也需要其他部會協助修法，才有機會實現。

鐵道公司等企業透過購買再生能源憑證，也有助於綠能產業的發展。圖為再生能源憑證樣本。圖片來源：日本經濟產業省

上述是從公部門（國土交通省）的角度出發，但早在這之前，日本各家鐵路公司早已陸續推出自己的減碳方案。

如東急電鐵早在2019年便加入RE100，確保鐵路用電100%來自再生能源，成為日本首例。JR東日本則宣布2030年前先讓東北地區的碳排量達到「實質零排放」，並和豐田、日立共同開發氫氣混合動力的「HYBARI」列車，目標趕在2030年上路。

台灣鐵道如何減碳？可以從減重做起

台灣的鐵路或是捷運電聯車是否有機會引進電力回生系統？台鐵或是各地方的捷運公司，是否有閒置土地或屋頂可以架設太陽能光電板，以達到「在地生產電力、在地消費」？或是將太陽能光電板結合燃料電池，建構我們的綠氫供應鏈？

在站上過去的文章《「低碳交通」十一：從減重到製氫，軌道節能心法大公開》就曾提到，鐵道系統想要節能減碳，第一步或許可以從「減重」開始，減少車體結構的重量，就能減少運行時的碳排量。引進電力回生系統也是一個好方法。只是，電力回生系統成效好壞和列車行駛密度有關，如果能搭配儲能設備，或將電力回生系統產生的電力導入車站供電系統，就能發揮最大效用。

註釋

註1. 資料來源：日本國土交通省鐵道局（2022年3月4日），鉄道分野のカーボンニュートラル加速化検討会

註2. 一般而言，電車需要供電才能運轉，如果要讓電車加速運轉，就需要提供更多的電力。但當電車在減速的時候，不需要額外提供電力，就能帶動發電機運轉，進而產生電力。透過這種機械減速時帶動發電機所產生的電力，就叫做回生電力。可參考站上舊文《加裝「電力回生系統」搭電梯也能兼顧環保！》

參考資料：