执行摘要
超回路技术对电网的影响:虽然超回路系统的能源需求量很大,但可能落在大多数发电和输电网络的操作能力范围内。然而,直接连接到电网的超回路系统可能因波动的电力动态而对电网整合构成重大挑战。每日电力脉冲的数量、功率因数、幅度、持续时间和频率,以及电网(用于舱段发射和加速)和返回电网(在再生制动期间)将导致整个电网承受异常应力。这些应力若长时间持续,将对电力生成和输电设备、电力质量以及长期系统维护和可靠性产生不利影响,并对区域电网稳定性产生影响。此类影响需要通过缓冲技术或替代设计进行缓解。
超回路技术对交通能源使用的影响:超回路运输在每位乘客每英里行驶所消耗的能量方面比航空旅行和大多数地面交通方式更有效率,除了在低负载率下运行的高载客量轻型车辆。它也比城际和通勤铁路模式更有效率。然而,这些差异在汽车出行和城际铁路出行时显著减少。分析表明,从高价值航空货物(行程不到1000英里)向超级回路系统的模式转换,可能会减少假设的城市间市场细分中的能源使用。虽然具体数量未估计,但其对整体能源需求的影响将受到该市场细分所归因的总能源量、超级回路运输路线的可用性以及超级回路服务能占据多大市场份额的限制。
关键数据
- 支持一个中等规模的超级高铁系统在24小时内运行的电能需求可能介于500至600兆瓦时/天(MWh/天),用于客运;而对于较重的货运,需求可能高达1900兆瓦时/天(MWh/天)。
- 客运系统的峰值电力需求可能在100至600兆瓦(MW)之间,而较重货运系统的峰值电力需求可能高达2000兆瓦(MW)。
- 超回路系统可以通过客运从现有任何或全部交通方式转移,并适应多种变化条件来实现市场份额的潜在捕获。
- 在每吨英里运输能耗方面,超回路系统至少比水运和铁路运输低8倍;至少比卡车运输低3倍。
研究结论
- 运行中的超级高铁系统的能源和电力需求将十分显著,对电网整合构成重大挑战。
- 超回路运输在每位乘客每英里行驶所消耗的能量方面比航空旅行和大多数地面交通方式更有效率。
- 超回路系统可能通过两种方式影响交通运输领域的能源消耗:模式转换和引致或产生的需求。
- 若实施,由此产生的运输能源消耗的能源相关效应将呈现混合状态:由于超级高铁系统相比竞争模式具有相对更高的能效,导致客运和航空货运的能源使用量下降;而由于相反的情况,重型货运的能源使用量增加。