Toen de Schots-Chinese geleerde James Legge in het voorjaar van 1873 vanuit Shanghai naar Peking vertrok, kostte de reis hem twee weken. Eerst bereikte hij Tianjin per boot, en vervolgens per muilezel naar de Chinese hoofdstad. Tegenwoordig duurt dezelfde reis van 1200 km iets meer dan vier uur met de hogesnelheidslijn. De vlucht tussen de twee steden duurt twee uur en twintig minuten. Wat Europa betreft, zijn er hogesnelheidstreinen van Frecciarossa van Milaan naar Rome, die de bestemming in minder dan drie uur kunnen bereiken, en van Tokio naar Osaka - hogesnelheidstreinen van Shinkansen - twee en een half uur.
Nog nooit hebben mensen zo snel en gemakkelijk gereisd als nu. Maar dit gemak heeft een prijs: transport is verantwoordelijk voor 20% van de mondiale COXNUMX-uitstoot, en de afgelopen dertig jaar is de COXNUMX-uitstoot door transport sneller toegenomen dan door welke andere bron dan ook. Dit is vooral waar luchttransport, waarvan de emissies sneller groeiden dan die van het spoor- of wegvervoer. In dit verband rijst de vraag: is het mogelijk om met hoge snelheden te reizen zonder de planeet te doden? En zo ja, hoe?
Sneller, schoner, groener en uitgerust met geavanceerde technologieën: het spoor is de enige vorm van vervoer die momenteel alle kans heeft om de basis te worden voor het voldoen aan onze toekomstige mobiliteitsbehoeften. Nu in 200 het 2025-jarig jubileum van de eerste passagiersspoorweg nadert, zijn treinen belangrijker dan ooit om duurzame mobiliteit te garanderen in een wereld die wordt geconfronteerd met de uitdagingen van klimaatverandering, toenemende verstedelijking en bevolkingsgroei. De stedelijke bevolking van de wereld groeit met twee mensen per seconde, waardoor er elke dag 172800 nieuwe stadsbewoners ontstaan. Terwijl sommige delen van de wereld, zoals Europa en Japan, te maken krijgen met bevolkingsafname, wordt verwacht dat 90% van de bevolkingsgroei zal plaatsvinden in steden en megasteden in ontwikkelingslanden.
Om deze snelgroeiende steden, regio’s en megasteden in beweging te brengen is efficiënt openbaar vervoer niet alleen wenselijk, maar ook noodzakelijk.
Strakke nieuwe ‘hogesnelheidstreinen’ halen vaak de krantenkoppen nu het netwerk van lijnen in Europa en Azië blijft groeien, met nieuwe lijnen gepland of al in aanbouw in landen als Frankrijk, Duitsland, Spanje, India, Japan en, op termijn, op veel grotere schaal, in China, waar het hogesnelheidsnetwerk in 2025 een lengte van 50000 km zal bereiken.
Wanneer de controversiële High Speed 2030 (HS2)-lijn begin jaren 2 voltooid is als gevolg van budgetoverschrijdingen en kwetsbare landschappen, zal Engeland de snelste reguliere treinen ter wereld hebben, die normaal gesproken een snelheid van 362 km/u halen, maar een snelheid van maximaal 400 kilometer per uur kunnen ontwikkelen. tot XNUMX km/u.
Door de Japanse hogesnelheidstreintechnologie te combineren met een Brits ontwerp, zal de 2 miljard dollar kostende HS2,5-vloot een revolutie teweegbrengen in het langeafstandsverkeer tussen Londen en de Engelse Midlands en noordelijke steden. De overdracht van langeafstandsdiensten naar HS2 zal ook de broodnodige capaciteit op de bestaande spoorwegen vrijmaken om meer lokale passagiers en vracht te vervoeren.
Na tientallen jaren van exploitatie zijn landen als Frankrijk, Japan en China echter tot de conclusie gekomen dat de voordelen van het exploiteren van hogesnelheidstreinen met snelheden boven 320 km/u zwaarder wegen dan de aanzienlijk hogere onderhouds- en energiekosten die zij met zich meebrengen. Nu beperken de erkende leiders van hogesnelheidstreinen in Japan en China zich niet meer tot de ‘staal op staal’-technologie, maar ontwikkelen ze treinen die snelheden tot 600 km/u kunnen halen.
Het concept van hogesnelheidstreinen die op speciale sporen rijden met behulp van magnetische levitatie (maglev) wordt al meer dan 50 jaar aangeprezen als de ‘toekomst van reizen’, maar afgezien van een paar experimentele lijnen en een Chinese route die het centrum van Shanghai met de luchthaven verbindt , is dat vooral theoretisch zo gebleven.
Maar niet voor lang. Japan investeert 72 miljard dollar in het Chuo Shinkansen-project, dat het hoogtepunt zal zijn van meer dan 40 jaar maglev-ontwikkeling. De 286 kilometer lange lijn zal Tokio en Naga in slechts 40 minuten met elkaar verbinden en zal zich uiteindelijk uitbreiden tot Osaka, waardoor de reis van 500 kilometer van de hoofdstad wordt teruggebracht tot 67 minuten. De bouw begon in 2014 en zou oorspronkelijk naar verwachting in 2027 voltooid zijn (waarbij de lijn Nagoya-Osaka tien jaar later werd geopend), maar problemen met het verkrijgen van toestemming voor een deel van de lijn zorgen ervoor dat de openingsdatum momenteel onbekend is. Vertragingen en enorme kostenoverschrijdingen hebben ertoe geleid dat velen de economische waarde van het project in twijfel trekken.
Het is onwaarschijnlijk dat dergelijke problemen zich zullen voordoen in China, dat ook magnetische transportlijnen aanlegt als alternatief voor vliegreizen over korte afstanden en om bliksemsnel reizen door de dichtbevolkte stedelijke gebieden mogelijk te maken. China is van plan om rond zijn grote steden ‘drie uur durende rotondes’ te creëren, waardoor clusters van steden in economische grootmachten worden veranderd.
Er wonen al ruim 120 miljoen mensen in het zuiden van het dichtstbevolkte land ter wereld, de Parelrivierdelta die Hong Kong, Guangzhou en Shenzhen omvat. Chinese planners hopen negen steden in de regio samen te voegen tot een stedelijke agglomeratie van 26000 vierkante kilometer. Er zijn magnetische kussenroutes gepland voor de routes Shanghai-Hangzhou en Chengdu-Chongqing, evenals voor vele andere, als deze succesvol blijken.
In andere landen van de wereld kunnen enorme kosten en het gebrek aan integratie met bestaande spoorwegen een obstakel worden voor de verdere verspreiding van magneetzweeftechnologie. China kampte al met verkeersopstoppingen en vervuiling in de dichtbevolkte steden en opende alleen al in december 2021 29 nieuwe metrolijnen met een totale lengte van 582 km. Veel andere landen met groeiende steden zullen binnenkort dit voorbeeld moeten volgen als ze niet overweldigd willen worden.
Om aan deze verwachtingen te voldoen zal de spoorwegsector echter snel in verschillende richtingen moeten bewegen om een aanzienlijk grotere capaciteit, grotere efficiëntie, betrouwbaarheid en betaalbaarheid te realiseren.
Geautomatiseerd verkeer bestaat al tientallen jaren – de Victoria-lijn van de Londense metro wordt sinds de opening in 1967 gedeeltelijk op deze manier geëxploiteerd – maar is meestal beperkt tot autonome lijnen met identieke treinen die met vaste tussenpozen rijden.
De afgelopen jaren heeft China het voortouw genomen op het gebied van onbemande spoorwegen, met name door de introductie van 's werelds enige autonome hogesnelheidstreinen die tussen Peking en de Olympische Winterspelen van 300 met snelheden tot 2022 km/u rijden. Japan experimenteert ook met ‘bullet-treinen’ die autonoom van terminals naar depots kunnen reizen voor onderhoud, waardoor chauffeurs de ruimte krijgen om winstgevender treinen te besturen.
Het besturen van zelfrijdende treinen op autonome lijnen is echter één ding. Het is veel moeilijker om de veilige exploitatie ervan te garanderen op traditionele spoorwegen voor gemengd gebruik, waar passagiers- en goederentreinen met zeer verschillende kenmerken, snelheden en gewichten gemengd zijn.
Big data en het zogenaamde Internet of Things zullen het mogelijk maken dat vervoerswijzen met elkaar en met het milieu communiceren, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor meer geïntegreerd, intermodaal reizen. Intelligente robots zullen een grotere rol spelen bij de inspectie van infrastructuur zoals tunnels en bruggen, maar ook bij het effectieve onderhoud van verouderde constructies.
Ondanks de bewezen milieuvriendelijkheid in vergelijking met de luchtvaart, hebben de spoorwegen nog een lange weg te gaan om hun eigen CO2050-uitstoot en vervuiling door dieselmotoren terug te dringen. In lijn met de klimaatveranderingsdoelstellingen van de Verenigde Naties hebben veel landen zich ertoe verbonden om dieseltreinen tegen XNUMX of zelfs eerder uit te faseren.
In Europa en veel delen van Azië zijn de meeste van de drukste lijnen al geëlektrificeerd, maar de situatie varieert van bijna 100% elektrificatie in Zwitserland tot minder dan 50% in Groot-Brittannië en bijna nul in sommige ontwikkelingslanden. Noord-Amerika wordt gedomineerd door diesel – vooral op de dominante goederenspoorlijnen – en er is niet dezelfde honger naar elektrificatie als in Europa en Azië.
Het lijkt erop dat batterijtechnologie een belangrijke rol gaat spelen bij het afstappen van ‘vuile diesels’, zowel voor zwaar transport als voor rustige passagiersroutes waar volledige elektrificatie niet kan worden gerechtvaardigd. Er worden momenteel talloze prototypes op batterijen getest of ontwikkeld, en naarmate de technologie vordert, zou de afhankelijkheid van het spoor van diesel voor het einde van dit decennium moeten beginnen af te nemen.
Voor anderen is waterstof een grote hoop voor het koolstofvrij maken van het spoorvervoer. Groene waterstof die wordt geproduceerd in speciale fabrieken die hernieuwbare elektriciteitsbronnen gebruiken, kan worden gebruikt om brandstofcellen aan te drijven die elektromotoren aandrijven.
De Franse treinfabrikant Alstom loopt voorop met zijn Coradia iLint waterstof-elektrische trein, die in 2018 zijn eerste passagiers vervoerde, wat de weg vrijmaakt voor productieversies die nu in aanbouw zijn voor verschillende Europese landen.
Spoorwegen over de hele wereld worden ook geconfronteerd met uitdagingen die verband houden met natuurrampen. Nieuwe en gereconstrueerde spoorwegen worden steeds vaker ontworpen met het veranderende klimaat in gedachten: verbeterde afwatering, milieubescherming en herstel van natuurlijke landschappen spelen een rol bij het vergroten van de veiligheid en betrouwbaarheid van spoorwegen.
Ondertussen heeft het besef van de milieuschade veroorzaakt door vliegreizen al geleid tot een heropleving van het nachtelijke treinverkeer in Europa.
Als we het over de treinen van de toekomst hebben, moeten we het natuurlijk hebben over de Hyperloop-technologie. Met een vacuüm reizen met een snelheid van meer dan 1000 km per uur, daar hebben we het over. Volgens velen zal het een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we ons bewegen. Maar er zijn redelijke twijfels. Simpel gezegd: dit is een trein in een buis. Het werkt door twee factoren te elimineren die voertuigen vertragen: lucht en wrijving. Het Hyperloop-systeem bestaat uit twee hoofdelementen: buizen en capsules. De leidingen zijn bijna vacuüm. Capsules zijn voertuigen onder druk die zich in buizen verplaatsen. Het idee is om permanente magneten op het voertuig te gebruiken.
Net als treinwagons reizen pods ook in konvooien. Terwijl treinwagons met elkaar verbonden zijn, kunnen Hyperloop-capsules naar verschillende bestemmingen reizen. Net als bij het rijden op de snelweg kan elk van hen de weg verlaten en de bewegingsrichting veranderen. Ze kunnen zich bij de colonnes aansluiten of verlaten, afhankelijk van de richting waarin ze gaan. Hyperloop-transportsystemen zijn volledig elektrisch. Naast de motoren wordt er gebruik gemaakt van een set magneten om de capsules elke kilometer voort te duwen. Door de vrijwel volledige afwezigheid van luchtweerstand en wrijving is er geen noodzaak voor een permanent voortstuwingssysteem. Er is dus minder energie nodig.
In 2013 publiceerde Elon Musk een technisch document waarin hij de werking van een vacuümbuistransportsysteem beschreef. Sindsdien zijn verschillende teams over de hele wereld aan de slag gegaan met dit mobiliteitsconcept.
De Hyperloop is nog steeds een enorme technische uitdaging. Hoewel het op papier haalbaar is gebleken, zijn er in de praktijk nog veel meer uitdagingen. Naast de aanzienlijke opstartkosten zal het afdichten van buizen aanzienlijke onderhoudskosten met zich meebrengen. Hyperloop-banen zijn gemaakt van staal, dat uitzet en samentrekt afhankelijk van de buitentemperatuur. Dit resulteert in losse gewrichten. Dit kan tot aanzienlijke onderhoudskosten leiden. Een ander punt is de verwerving van grond. Bovendien moeten veel aspecten van de veiligheid nog worden uitgezocht - het kan veel gevaarlijker zijn om te reizen als er storingen optreden. Een dergelijke hoge snelheid kan duizeligheid veroorzaken bij de passagiers, die tijdens de reis bovendien beperkte bewegingsruimte hebben.
Verschillende groepen in Europa en de wereld werken aan Hyperloop-toepassingen. De uitdagingen die moeten worden overwonnen – financiering, veiligheid en land – vormen echter nog steeds grote obstakels voor de implementatie van Hyperloop. Totdat ze zijn opgelost, blijft het idee om in een buis te reizen een droom.
Geschat wordt dat in 2050 het passagiers- en goederenspoor de ruggengraat van onze transportnetwerken zal vormen, en dat langeafstandsroutes tussen multimodale knooppunten deel zullen uitmaken van lokale netwerken. Met de nodige politieke en technische steun zal het spoor ook een steeds grotere rol gaan spelen in het internationale transport, en een kwalitatief hoogstaand alternatief bieden voor het wegvervoer en het vliegverkeer over korte afstanden.
In de nabije toekomst zullen de investeringen over de hele wereld nog steeds grotendeels gebaseerd zijn op traditionele staal-op-staal-spoorwegen. Er is geen reden om eraan te twijfelen dat het de toekomst van het spoorvervoer de komende decennia zal blijven bepalen – net zoals het dat al bijna 200 jaar heeft gedaan.
Welnu, dit zijn allemaal manieren waarop we ons ooit kunnen verplaatsen zonder het milieu te schaden. Maar voorlopig is de toekomst al aangebroken: het hogesnelheidsspoor biedt een snelle, koolstofarme manier om tussen steden te reizen. Als James Legge vandaag naar Peking zou reizen, zou hij geen schip nodig hebben, en zeker geen muilezel. Hij zou gewoon in de trein stappen.
Lees ook:
Laat een reactie achter