据数据分析机构预测，到2050年全球运输活动预计将翻一番，导致排放量增加16%，即使考虑到当前对脱碳运营的承诺也是如此。铁路行业为此做出了重大贡献，客运和货运业务消耗大量碳基燃料和其他自然资源。尽管该行业致力于变革，但在减少温室气体排放和提高整体可持续性方面面临着多项重大挑战。

铁路集装箱运输

铁路部门需要变革

铁路行业是为实现联合国可持续发展目标而努力的行业之一，该目标于2015年通过，旨在到2030年帮助消除贫困、保护地球并提高全球生活水平。

尽管增加了温室气体排放，但全球铁路网的能源和碳效率出人意料。从最早的马拉矿车和有轨电车开始，钢轮在钢轨上的效率就一直是无与伦比的。低摩擦的基础物理解释了为什么火车在运营能源效率方面是一种可持续的交通方式。

如今，铁路网络承载着全球8%的乘客和约7%的全球铁路货运。然而，可持续铁路运输仅占运输能源总需求的2%。

与其他交通方式相比，铁路网络的环境可持续性要高得多。例如，按吨英里计算，货运铁路的燃油效率比公路重型货车 (HGV) 高四倍。美国铁路货运运营商 Union Pacific 报告说，一台机车可以使用一加仑柴油将一吨货物运送400多英里。这产生的碳足迹比相同距离的公路重型货车小75%。

公共交通每位乘客的能源效率是商业飞机旅行的12倍。当然，火车旅行不是长途航班的选择。但是，它可以替代许多较短的航班和/或公路旅行。

鉴于未来几年全球运输活动的预期增长，增加的需求可能会抵消任何减排量。因此，如果铁路部门想成为实现全球气候变化目标的重要贡献者，就需要加快实现可持续铁路运输的努力。今天的铁路网络承载着全球 8% 的客运量和约7% 的全球铁路货运量。

可持续铁路运输面临的挑战

国际能源署 (IEA) 报告称，通过能源多样化和提供更高效的机动性，铁路部门可以降低燃料消耗并减少二氧化碳和当地污染物的排放。国际交通论坛 (ITF) 提出，在有效政策的支持下，到2050年交通运输碳排放量最多可减少70%。

铁路是最节能的货物和乘客运输方式之一。尽管如此，使铁路运输更具可持续性和增加货运铁路市场份额仍面临重大挑战。

大约四分之三的客运铁路旅行发生在电动火车上，使铁路成为当今唯一广泛电气化的交通方式。由于发电方式多种多样，客运铁路部门也是能源最多样化的交通方式。然而，尽管电气化铁路对其运营所在社区的污染较少，但除非有可再生能源或核电选择，否则电气化铁路仍然依赖煤炭或燃气发电厂等污染源发电。

货运列车由一些最早的混合动力发动机提供动力：柴油电力机车。这些机车开发于 1950年代，混合了电力和化石燃料发动机。柴油发动机产生的电力供每个车轮上的牵引电机使用，以提供牵引力。北美、俄罗斯和中国的铁路货运吨位最高，主要依靠柴电混合动力机车。

需要开发替代燃料和电源，以减少火车运营产生的排放。资源稀缺是行业要考虑的另一个因素。目前，人类使用资源的速度比自然再生速度快 50%，而有些资源不会再生。

国际铁路联盟 (UIC) 等组织正在努力促进更具可持续性的基础设施建设。他们通过谨慎使用资源（压舱物、混凝土、钢材、水等）来做到这一点。这通过仔细监测和噪音控制降低了外部成本，并减少了空气中的颗粒物。这些反过来又有助于实现联合国应对气候变化的可持续发展目标。为取得成功，可持续铁路运输的推动力必须超过需求随时间增长而导致的排放量增长。

如何使铁路部门更具可持续性

可持续性被定义为满足当代人的需求而不损害后代人的需求，同时确保经济增长、环境保护和社会福祉之间的平衡。

考虑到这一点，铁路行业完全有能力利用其固有的效率并成为运输行业的领导者。以下是规划铁路行业未来时的一些关键考虑因素：

换档模式

铁路货运通常仅限于运输大量重型商品。这些包括美国、俄罗斯和中国等国家的矿产、煤炭和农产品。将海运和卡车集装箱放在铁路车厢上的多式联运也是全球供应链的重要组成部分。但是有更多机会将货运从公路货运转移到铁路货运。

例如，美国65%的货运通过公路运输，而铁路运输仅占8%。目标是在铁路网络上运输更多的货物和乘客，以实现可持续的铁路运输。多式联运服务是这项努力的成果之一。海运集装箱和拖车在铁轨上长距离移动，最后一英里的交付通过公路完成。它是供应链的关键要素，可以减少污染并利用铁路货运固有的能源效率。

根据美国铁路协会的数据，如果25%的至少750英里的道路交通由美国铁路运输，每年将节省约12亿加仑的燃料，每年的碳排放量将减少约1310万吨。这相当于每年减少 260万辆汽车上路或种植近2亿棵树。

铁路基础设施必须高效建造，并由可再生能源提供动力，以转移客运量。基础设施还应提供有吸引力的服务，以吸引人们远离高排放替代品。如果存在可行的铁路替代方案，法国政府鼓励法航不再提供短途国内航班。然而，在美国，短途航班更有可能被汽车旅行取代。汽车拥堵税和客运铁路基础设施投资等政府政策有助于激励更高水平的乘客使用并提高公共交通的可持续性。

合作

交通脱碳必须与其他部门的发展相结合。只有清洁能源才能实现可持续交通。与此同时，低碳交通是可持续贸易和旅游业的核心。

在中国，国际能源署提出了一项铁路扩建项目，该项目可将运输排放量减少12%，其中包括超过100000公里的高速轨道。

铁路行业还必须与其他运输供应商、客户和乘客、城市规划者和其他利益相关者合作。这是为了通过更多地采用铁路，使交通成为可持续发展平台的一部分。

科技创新

新技术还可以以最少的投资改善列车运营和可持续性。例如，在等待经过的火车进出货场时减少怠速可以保持服务畅通，同时降低排放。使用坚固耐用的移动设备检查铁路车厢和轨道维修有助于保持现有资产的效率，减少建造更多资产的需要。声学监测等创新还可以在设备缺陷发生之前识别它们。

在客运部分，铁路运营商可以使用数据来满足客户对灵活性、实时旅行信息、全渠道票务选项和智能铁路路线图透明度的期望。

铁路运营商还可以使用坚固耐用的移动设备将信息和控制放在更靠近前线的位置，以加快响应速度。例如，客运站可以监控环境条件以确保舒适性和安全性。使用坚固型平板电脑的员工可以当场做出数据驱动的决策。

铁路部门是全球人员和货物的运输方式之一。因此，该行业在全球经济和环境中发挥着至关重要的作用。铁路行业有助于运输的环境可持续性。世界铁路网络跨越全球超过 130 万公里。美国拥有全球范围最广的铁路网，紧随其后的是俄罗斯、中国、印度、加拿大、德国和法国。全球铁路运输市场价值近 5000 亿美元。

此外，铁路运输是世界上最节能的运输方式之一。增加其货运和客运市场份额可以帮助全球经济实现净零碳排放目标并降低能源消耗。铁路运输是最具可持续性的公共交通系统。这种运输方式提供了一种节能的运输方式，可以减少碳排放。铁路公共交通使乘客的出行速度比公路交通快三倍。

客运可以连接道路和机场，为不太可行的交通方式提供可持续的替代方案。铁路货运业为公路运输提供了一种可持续的替代方案，一列货运列车能够运送与数百辆卡车相同数量的货物。铁路是通过减少碳排放应对气候变化的重要组成部分。

将货运从公路转向铁路的机会很大。新技术将帮助铁路提供更高水平的服务，甚至可以利用现有的铁路基础设施。与此同时，乘客更多使用的机会有助于减少道路拥堵和随之而来的有害污染。这将有助于提高许多城市的生活水平。