Đoàn tàu điện của Caltrain vận hành hiệu quả hơn dự kiến

 (caltrain.com)
1 điểm bởi GN⁺ 2025-01-26 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Đoàn tàu điện mới của Caltrain thu hồi lượng điện tương đương khoảng 23% mức tiêu thụ của hệ thống nhờ phanh tái sinh, rồi đưa trở lại lưới điện, cho thấy hiệu suất cao hơn dự kiến
  • Mức sử dụng điện thực tế được ghi nhận ở mức trung bình 207MWh vào ngày trong tuần và 175MWh vào cuối tuần, giúp ước tính chi phí điện hằng năm giảm từ 19,5 triệu USD xuống 16,5 triệu USD
  • Caltrain được kỳ vọng nhận khoảng 6 triệu USD tín chỉ năng lượng mỗi năm từ Low Carbon Fuel Standard Program của California Air Resources Board, nhờ đó chi phí nhiên liệu trong năm đầu vận hành dịch vụ điện được dự báo sẽ thấp hơn dịch vụ diesel trước đây
  • Năng lượng nhiệt vốn bị lãng phí khi phanh được thu hồi thành điện, và các toa tàu Caltrain được thiết kế để đưa điện này qua Overhead Contact System tới các tàu khác hoặc trở lại lưới điện
  • Caltrain vận hành dịch vụ bằng 100% năng lượng tái tạo, nhưng hiện lượng điện thu hồi vẫn đang được cấp miễn phí cho lưới điện và không có nghĩa vụ pháp lý nào yêu cầu phải đòi bồi hoàn cho phần năng lượng đó

Hiệu suất tàu điện cao hơn dự kiến

  • Đoàn tàu điện mới của Caltrain đang thu hồi lượng điện tương đương khoảng 23% mức tiêu thụ của hệ thống nhờ phanh tái sinh và đưa trở lại lưới điện
  • Hiệu suất này cao hơn so với dự báo ban đầu, phù hợp với mục tiêu vận hành mà Caltrain theo đuổi là giao thông bền vững

Thay đổi trong mức tiêu thụ điện và ước tính chi phí

  • Chi phí sử dụng điện ban đầu được ước tính khoảng 19,5 triệu USD mỗi năm
  • Sau khi dịch vụ điện đi vào hoạt động, mức sử dụng điện thực tế ở mức
    • Trung bình 207MWh vào ngày trong tuần
    • Trung bình 175MWh vào cuối tuần
  • Dựa trên mức sử dụng này, ước tính chi phí điện hằng năm đã giảm xuống còn 16,5 triệu USD

Tín chỉ năng lượng và chi phí so với diesel

  • Caltrain kỳ vọng nhận khoảng 6 triệu USD tín chỉ năng lượng mỗi năm từ Low Carbon Fuel Standard Program của California Air Resources Board
  • Khi tính cả khoản tín chỉ này, chi phí nhiên liệu trong năm đầu vận hành dịch vụ điện sẽ thấp hơn dịch vụ diesel trước đây
  • Hiện lượng điện đã thu hồi đang được cấp miễn phí cho lưới điện
    • Không có yêu cầu pháp lý nào quy định Caltrain phải được bồi hoàn cho phần năng lượng đó

Cách phanh tái sinh hoạt động

  • Phanh tái sinh là công nghệ lần đầu được đưa vào tàu điện từ năm 1886
  • Thay vì để năng lượng thất thoát thành nhiệt trong lúc phanh, hệ thống vận hành động cơ điện theo chiều ngược lại để thu hồi năng lượng
  • Các toa tàu của Caltrain được thiết kế để đưa lượng điện thu hồi trở lại Overhead Contact System (OCS)
    • OCS sẽ chuyển điện tới cơ sở cấp điện kéo gần nhất
    • Sau đó, lượng điện này có thể được dùng để vận hành các tàu khác trong hệ thống hoặc trả lại lưới điện

Vận hành bằng năng lượng tái tạo và mục tiêu dịch vụ

  • Caltrain đang vận hành dịch vụ bằng 100% năng lượng tái tạo, đồng thời đưa gần một phần tư lượng năng lượng đó trở lại lưới điện
  • Các đoàn tàu điện mới phù hợp với mục tiêu của Caltrain về cung cấp dịch vụ hiện đại và giao thông bền vững

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2025-01-26
Các ý kiến trên Hacker News

  • Caltrain điện thật sự rất tốt
    Yên tĩnh hơn nhiều, bên trong toa cũng dễ chịu hơn, chạy nhanh hơn và thường xuyên hơn trước
    Thêm vào đó, toa BART mới cũng yên tĩnh hơn nhiều, còn Muni đang lập kỷ lục về độ tin cậy và mức độ hài lòng, nên có cảm giác Bay Area đang bước vào một thời kỳ phục hưng giao thông công cộng

    • Nhìn chung đồng ý, nhưng tôi thấy BART đang kéo lùi Bay Area
      Khác với Caltrain hay Muni, ban lãnh đạo BART có vẻ kém năng lực và quan tâm đến việc tiêu tiền vào những chỗ lệch trọng tâm hơn là cải thiện vận hành thực tế
      Cảnh sát BART sở hữu rất nhiều SUV và có tỷ lệ xe trên mỗi cảnh sát cao nhất ở Bay Area
      Nếu so sánh tình trạng buổi sáng của xe buýt hoặc tàu điện nhẹ Muni với toa BART, thậm chí cả toa mới, thì chênh lệch về độ sạch sẽ là rất lớn
    • Muốn khai thác giá trị thật sự của những hệ thống như thế này thì phải thúc đẩy, kể cả bằng cách bắt buộc, việc tăng mật độ tại các thành phố ở Bay Area
      Phần đất liền của San Francisco cần trở nên giống Manhattan hơn hiện nay
    • Thật sự đã tốt hơn nhiều
      Cuối tuần tàu chạy mỗi 30 phút thay vì mỗi 2 giờ là khác biệt giữa việc đi tàu đến Redwood City ăn trưa với bạn bè rồi về, và việc một trong hai người phải lái xe
      Nếu điện khí hóa đoạn từ San Jose đến Gilroy thì sẽ còn tốt hơn nữa
    • Điện khí hóa đúng là một cải thiện lớn vì nhiều lý do, nhưng việc yên tĩnh và nội thất tốt hơn phần đáng kể cũng chỉ vì đó là toa mới, chưa bị hao mòn

  • Rất tuyệt, nhưng để đi đến đây đã mất hơn 20 năm vì đánh giá môi trường và nguồn vốn bấp bênh
    Hơn nữa, đây chỉ là cải tạo một đoạn tuyến hiện hữu tương đối ngắn
    California cần cắt giảm thủ tục quan liêu và cấp vốn đúng mức cho các dự án hạ tầng khổng lồ cần thiết trong tương lai

    • Tôi tò mò cư dân California năm 2025 nhìn nhận California High-Speed Rail như thế nào
      Ở Canada cũng đang có một dự án tương tự, và tôi lo nó sẽ sa vào vũng lầy hành chính mà CHSR đã gặp phải
      Theo tôi hiểu, dự án do Crown corporation mới là VIA HFR phụ trách và vẫn đang ở giai đoạn nhận hồ sơ thầu kỹ thuật
      Một tuyến đường sắt rẻ, nhanh và ổn định giữa Toronto-Montreal hẳn là giấc mơ với nhiều người Canada, nhưng tôi băn khoăn nên làm gì để biến nó thành hiện thực
      https://tc.canada.ca/en/rail-transportation/railway-lines/hi...
    • Tôi tự hỏi họ đã đánh giá môi trường kỹ đến mức nào mà mất hơn 20 năm
      Người dân California đang đóng thuế thuộc hàng cao nhất nước Mỹ, nên họ đã làm phần của mình rồi
      Đối tượng cần bị quy trách nhiệm là nhánh hành pháp, cần gây áp lực lên bộ máy quan liêu, và cơ quan lập pháp bang cũng cần được chỉnh sửa mạnh tay
    • Người ta thường muốn có hạ tầng, nhưng đến khi được xây thì lại chỉ trích là quá đắt và mất quá lâu
      Bản thân phê bình là xác đáng, nhưng trong nhiều trường hợp lại thành kiểu sợ dòi mà không dám làm tương, vứt bỏ cả chuyện đó luôn
    • Hoàn toàn đồng ý
      Phần khó là phán đoán nên giảm quy định cho những dự án nào, và những quy định nào cần giữ lại
      Đây là kiểu vấn đề như hàng rào của Chesterton
    • Không biết có hiệu quả hay không, nhưng một người từng lớn tiếng chỉ trích việc quá nhiều quy định khiến xây dựng trở nên khó khăn đang lập ra Department of Government Efficiency khi không thực hiện động tác chào đáng ngờ trên sân khấu
      Cách tiếp cận trong bài bình luận trên WSJ khá thú vị
      “Phần lớn các mệnh lệnh pháp lý không phải là luật do Congress ban hành, mà là ‘quy tắc và quy định’ do các quan chức không qua bầu cử ban bố hàng chục nghìn cái mỗi năm”
      “President Trump có thể ngay lập tức đình chỉ việc thực thi những quy định như vậy bằng hành động hành pháp, đồng thời bắt đầu quy trình xem xét và bãi bỏ”
      “Nếu tổng thống vô hiệu hóa hàng nghìn quy định như thế, các nhà phê bình sẽ nói đó là hành pháp vượt quyền, nhưng thực ra đó là sửa lại tình trạng hành pháp vượt quyền do hàng nghìn quy định kiểu sắc lệnh hành chính không được Congress phê chuẩn tạo ra”
      Liên kết WSJ liên quan: https://archive.is/nFNp4

  • Tin tốt
    Đặc biệt là tàu điện tăng tốc nhanh hơn tàu Diesel rất nhiều
    Nếu đứng cạnh khi tàu khởi hành, nó đạt khoảng 40 dặm/giờ trước khi đi hết chiều dài của một đoàn tàu
    Có vẻ giới hạn nằm ở hành khách đang đứng hơn là công suất, và phần lớn năng lượng dùng để tăng tốc được thu hồi ở lần dừng tiếp theo, nên tăng tốc nhanh không hẳn là tốn nhiều năng lượng

    • Không phải “phần lớn”, mà là một lượng đáng kể
      Theo bài viết, phanh tái sinh của tàu mới tạo ra khoảng 23% năng lượng hệ thống tiêu thụ và trả ngược về lưới điện
    • Nếu đang cố đạt cùng một tốc độ mục tiêu thì bản thân gia tốc không ảnh hưởng đến năng lượng
      Nếu có ma sát, gia tốc cao hơn thậm chí có thể giúp dùng ít năng lượng hơn

  • Điểm hay mà cá nhân tôi chưa biết từ bài viết là Caltrain vận hành bằng 100% điện tái tạo

    • Tôi không nghĩ nên nêu điều đó như một mục tiêu
      Germany đã làm theo kiểu đó, loại bỏ toàn bộ điện hạt nhân nhưng vẫn tiếp tục phải đốt than và mua nhiên liệu từ Russia

  • Caltrain tuyên bố “vận hành bằng 100% năng lượng tái tạo”, nhưng rốt cuộc vẫn được nối vào cùng lưới điện như mọi người
    Nói rằng một nửa điện là xanh nên khách hàng X dùng điện tái tạo còn khách hàng Y thì không, về mặt vật lý thì không hợp lý lắm

    • Điện được trộn chung trong một pool
      Nếu một nhà cung cấp hoặc nhóm nhà cung cấp chỉ mua từ các nguồn tái tạo, không bán lại điện không tái tạo, không bán trùng cùng một lượng điện, và có thể đáp ứng nhu cầu của tôi ở bất kỳ thời điểm nào, thì tôi đang mua điện xanh từ pool đó
      Electron thực tế đến từ khí tự nhiên hay than đá không quan trọng
      Vì tôi đã mua và đưa đủ điện tái tạo vào pool, và trong lúc tôi dùng electron từ khí tự nhiên thì electron tôi đưa vào sẽ được người khác dùng
      Không chắc Caltrain có vận hành chính xác như vậy không, nhưng chỉ riêng việc mọi người về mặt vật lý dùng cùng một pool không khiến việc mua 100% điện tái tạo trở thành bất khả thi
    • Dù không có ý nghĩa về mặt vật lý, nó vẫn có ý nghĩa về mặt tài chính
      Phát điện không miễn phí, nên dù là tái tạo hay không tái tạo, nhà máy điện chỉ tiếp tục sản xuất khi có ai đó mua điện
    • Thông thường có thể chọn cơ cấu nguồn phát mong muốn từ công ty điện lực
      Ví dụ tôi đang dùng gói giá điện 100% tái tạo
    • Electron rốt cuộc cũng chỉ là electron
      Nhưng khách hàng X trả tiền cho nguồn tái tạo còn khách hàng Y trả tiền cho nguồn không tái tạo, nên khách hàng X có thể nói rằng mình dùng điện tái tạo
    • https://www.peninsulacleanenergy.com/news-releases/quick-cle...

  • Đây theo nghĩa đen không phải là điểm cốt lõi
    Mức tiêu thụ năng lượng của tàu là chuyện nhỏ so với tác dụng thay thế việc đi ô tô
    Nếu có thể đổi phần tiết kiệm này thành tốc độ cao hơn, nhiều hành khách hơn, tần suất chạy dày hơn thì điều đó có giá trị hơn
    Nếu không có cách nào đổi như vậy thì đây là lợi ích miễn phí nên tốt, nhưng trọng tâm đang bị đặt sai

    • Ít nhất với những người sống gần đường ray thì có lợi ích là cải thiện chất lượng không khí
      Các đoàn tàu diesel trước đây phiền khá nhiều, đến mức có thể ngửi và nếm thấy mùi
    • Tôi nghe nói tốc độ và tần suất chạy đều đã tăng đáng kể, số hành khách cũng tăng
      Tiếng ồn và ô nhiễm cũng giảm mạnh, nên nhìn chung là một cải thiện rất lớn

  • Vừa buồn cười vừa chua chát khi thấy Mỹ giờ mới học những điều mà các cơ quan ở nước ngoài đã biết từ lâu
    Một ví dụ khác tôi thấy hôm nay là phí ùn tắc ở NYC đã “đáng ngạc nhiên” làm giảm mạnh tai nạn và thương tích do ô tô ở Manhattan
    Đây là kết quả quá hiển nhiên

    • Tôi thấy đây là tin tốt, cho thấy mọi thứ đang chuyển động theo hướng tích cực
      Không thể quay lại quá khứ, nhưng có thể cải thiện tình hình trong tương lai
    • Muốn khiến những người vốn đã đồng ý hành động nhiều hơn, vẫn phải tiếp tục thuyết phục họ
      Khi các chỉ số đi đúng hướng, cần công khai cho mọi người biết điều đó
      Như vậy sau này nếu ai đó muốn đảo ngược, cắt ngân sách hoặc chặn đà tiến triển thì sẽ khó hơn
      Nếu lặng lẽ chôn vùi thông tin, việc rút phích cắm sẽ dễ hơn
    • Nhiều tàu ở London vẫn chưa dùng phanh tái sinh, dù công nghệ tạo điện từ chuyển động đã tồn tại từ 194 năm trước
    • Có vẻ bạn chưa thấy đám người từng ầm ĩ trên mạng rằng phí ùn tắc chỉ móc túi dân chứ chẳng có tác dụng gì
      Thực sự có rất nhiều người chân thành tin rằng sẽ chẳng có gì thay đổi
    • Tôi không nghĩ là không thể ngạc nhiên
      Vì nếu Manhattan có ít xe hơn, tốc độ trung bình của các xe còn lại có thể tăng lên và khả năng xảy ra tai nạn cũng có thể lớn hơn

  • Thật khó tin là tàu điện ngầm New York City không có công nghệ này
    Hiện giờ người ta vẫn đang hít bụi phanh trong tàu điện ngầm

  • Tôi không hiểu lắm con số rằng phanh tái sinh của tàu mới tạo ra khoảng 23% năng lượng hệ thống tiêu thụ và trả ngược về lưới điện
    Ngay cả nếu làm tròn 23% thành 25% và giả định việc thu hồi năng lượng phanh đạt hiệu suất 100%, điều đó nghĩa là một phần tư năng lượng đưa vào hệ thống lại đi ra
    Khi lái ô tô trong đô thị, có thể 25% thời gian là đạp phanh, nhưng tàu chạy trong thời gian dài và thời gian phanh tương đối ngắn
    Tôi cũng không nghĩ khi tháo đầu máy ra thì đoàn tàu sẽ lăn không động lực được rất xa, nên dù có năng lượng thu hồi từ động lượng, 25% tổng thể vẫn có vẻ lớn
    Tôi tò mò con số này được hình thành như thế nào

    • Trước hết, nhiều khả năng các tàu này là EMU (tàu điện nhiều đơn vị)
      Không phải một đầu máy kéo cả đoàn, mà từng bogie được dẫn động, nên tàu điện có lợi thế lớn là đạt tốc độ nhanh hơn nhiều
      Trả lời câu hỏi cốt lõi thì lực cản lăn của một đoàn tàu đang chạy rất nhỏ, nên phần lớn chi phí năng lượng nằm ở lúc tăng tốc, còn khi chạy hành trình có lẽ chỉ dùng khoảng 5–10% công suất
    • Chính phần “có vẻ sẽ không lăn không động lực được rất xa” mới là cốt lõi của hệ thống đường sắt
    • Tàu có ma sát với đường ray thấp
      Đây là một trong những lý do nó hiệu quả hơn nhiều so với ô tô dùng lốp cao su
      Nếu ma sát khi di chuyển rất thấp, thì việc sau khi đã đạt tốc độ, không cần nhiều năng lượng để giữ tàu chạy là điều hợp lý
      Khi giảm tốc, một phần năng lượng đó quay trở lại, phần còn lại biến mất dưới dạng nhiệt
    • Ngay cả toa tàu mô hình, chỉ cần đẩy một lần cũng dễ dàng lăn được cỡ chiều dài một căn phòng lớn
      Cứ nhìn diện tích kim loại tiếp xúc chỉ khoảng 1cm² là thấy: https://www.reddit.com/r/Damnthatsinteresting/comments/17ysd...
      Ma sát rất nhỏ
    • Nếu chơi game Derail Valley, bạn sẽ có cảm nhận khá thực tế về việc tàu lăn theo quán tính tốt đến mức nào khi không có đầu vào động lực
      Trên mặt phẳng, thỉnh thoảng chỉ cần đẩy nhẹ là nó tiếp tục đi

  • Nếu điện tái tạo được mua từ các đập thủy điện lớn, giá điện dùng cho vận hành có thể thay đổi tùy theo mực nước hồ chứa
    Vào những năm khô hạn hơn, chi phí điện có thể tăng