可再生能源已悄然渗入美国铁路行业，但步伐极其缓慢。如果德国一项新的太阳能研究项目成功，事情可能会好转。它的目标是通过利用铁路的建成环境进行直接电气化，实现可持续发展。
在通勤轨道交通领域，快速脱碳已经触手可及，许多系统通过当地电网实现电气化。您所要做的就是用太阳能或其他可再生能源替换化石发电厂，并可能添加一些大容量储能来启动。
这一切都很好，但德国的研究项目正在寻求利用现有的铁路基础设施，从太阳能电池板直接向铁路发电。通过将电力直接馈入铁路系统，他们预计可以避免传输过程中的能量损失，并为太阳能电池阵列的选址创造新的机会。
新的研究还可以帮助解决美国的铁路电气化问题，在美国，柴油电力机车仍然承担长途货运和客运的重任。
以某种方式为铁路提供更多太阳能的研究项目，隶属于联邦铁路局德国铁路交通研究中心，该中心已委托 TÜV Rheinland 公司调查在铁路基础设施内外部署太阳能的新机会。
这是一项棘手的任务，部分原因是德国已经拥有大量太阳能。由于铁路运输高度电气化，并且已经使用了大量可再生能源，因此在消费方面已经实现了有利的温室气体排放平衡。
TÜV Rheinland 项目经理 Jürgen van der Weem 对此表示：“如果事实证明可以沿着广泛分支的铁路电气化系统产生能量并直接馈入，从而更好地利用现有基础设施并通过多次转换和运输减少能源损失，铁路运输方式可以进一步改善其温室气体平衡。”
该项目针对铁路沿线的各种基础设施，例如将太阳能电池板集成到轨道床中，或通过配备光伏系统的隔音屏障产生太阳能。无论太阳能来自哪里，规定是铁路光伏系统需要直接连接到德国的 15 千瓦架空网络。
研究项目的结果应该很快就会出来，但预计在他们的铁路直接太阳能发电愿景成为现实之前，必须消除或调整一些政府政策上的监管障碍。
在整合可再生能源方面，美国铁路还有很长的路要走，但有迹象表明变化即将到来，而且变化可能很快。美国的大部分活动都集中在机车电气化上，而不是使整条铁路线电气化。
美国在这方面实际上领先一步。实际上，美国的整个机车车队都采用柴电技术运行。他们使用柴油为车载发电机提供动力，该发电机为驱动车轮的电机提供电力。
说来话长，但柴电技术作为燃煤蒸汽机车更具成本效益的替代方案在美国站稳脚跟，而且他们从未失去控制。
美国铁路系统的集中性质将有助于削减在关键地点安装电池充电站的成本。从那里开始，只需用太阳能电池板和其他可再生资源为充电站供电即可。
“改进的电池技术加上获得廉价的可再生电力，开启了电池-电动铁路的可能性。在这里，我们展示了使用配备 14 MWh 电池和逆变器的单个标准棚车可以实现 241 公里的续航里程，同时消耗柴油列车消耗的一半能量。”伯克利实验室团队解释说。
至于最重要的成本因素，如果将环境成本包括在内，或者铁路公司可以获得批发电价并实现 40% 的快速充电基础设施使用，那么在不久的将来，电池电动火车可以与柴油电动火车相提并论。
考虑到空气污染物和 CO 2排放标准降低，改用电池电力推进将在 20 年内为美国货运铁路部门节省 940 亿美元。
虽然伯克利实验室试图让美国铁路行业相信用电池改造柴电机车是一件好事，但有些人并没有等待。
例如，匹兹堡的 Wabtec 公司最近在其首次运行中推出了一款全电力机车。这个想法是将新机车与公司最新一代省油的内燃机车配对，这与全电动火车有点不同。
但是，Wabtec 仍然希望从该配置中节省大量燃料。太阳能可以根据充电站的位置发挥作用，铁路行业可以通过扩大生物柴油的使用来进一步减少其碳负荷。
另一种方法来自一个名为 Solar Train 的项目，该项目于 2016 年作为一个 DIY 级别的企业开始，现在得到了几个铁路行业利益相关者的支持。太阳能列车涉及在轨道车顶部层叠太阳能电池板，这正好适合直接到铁路的太阳能模型。
完善太阳能发电角度是在机车中使用燃料电池，但仅限于氢气来自可再生能源而不是天然气或煤炭，使用太阳能或其他可再生能源为提取过程提供动力。
到目前为止，燃料电池机车领域的活动在美国起步缓慢，但加利福尼亚州正在进行的一个项目表明切换器机车可能是第一个开箱即用的。切换器在货场运行，控制货场和其他航运作业的污染是环境正义运动的优先事项。