高铁运行1小时，耗电多少度？

过年了，大家都归心似箭，很多人选择乘坐高铁回家。但是，可能很少有人想过这个问题：高铁运行一小时，要耗多少电？

中国高铁是世界第一，是高铁运营里程最多的国家，超过了2.2万公里。

高铁是靠电力驱动的，这个大家都知道。高铁每前进一米就需要使用相应的电量。

我国时速350公里的高铁每小时耗电9600多度，时速250公里的高铁每小时耗电4800多度，我国工业用电每度收费1元左右，时速350公里的高铁每小时消耗电费成本大概不到1万元，算上其他开销每小时成本总计大约2万元。高铁一般有8节或16节车厢，按16节算，从北京到上海要5个小时，这样算下来单节车厢的运行成本为6250元。

高铁的电从哪里来？

那么，高铁的电从何而来？下面这张图给出了答案。

怎样能让高铁更省电？

省电首先要从速度着手。

中国铁路总公司前总经理盛光 祖算了一笔账，高铁时速在现基础上提高50公里，成本将提高三分之一左右。但很多高铁专家对此并不认同。王梦恕算了一笔细帐：现在高铁按300公里时速运行，如果运行100公里，一个70公斤重的人，会耗电5.12度。速度要是提到350公里，阻力系数到90%，耗电量就会增加到5.2至5.3度。

王梦恕的另外一个观点：“首先是考虑机车的寿命；其次是考虑空气阻力系数，时速300公里以下的空气阻力系数将近80%。如果时速达到350公里，空气阻力系数可能要达到90%，那样用电量就会增大。时速250公里时，空气阻力系数还不到30%。”他解释，高铁按照350公里的时速会面临更大的空气阻力，为了克服阻力消耗的能量也更多，车身损耗也更严重，水准推力增大会造成钢轨不稳定，大量增加维护维修的成本。

另外，省电与否还跟型号相关。

例如，CR400AF动车组一亮相，其修长的流线型车头“飞龙”便引起广泛关注。“车头造型不仅是为了好看，更关键的是要降低空气阻力。”中车四方股份公司副总工程师丁参参解释，当动车组在时速350公里的高速状态下运行时，90％左右的阻力来自空气，动车组的动力输出几乎都消耗在与空气的对抗上了。

头型的制造是一大挑战。“’飞龙’车头棱线曲面造型复杂，由80多块蒙皮拼接而成，对成型精度的要求极高。”中车四方股份公司技术工程部部长张志毅说，80多块蒙皮形状各异，共有3000多条焊缝，加起来长达600多公尺，如此高的焊接密度，几乎囊括了平焊丶横焊丶仰焊等所有高难度的焊接姿势。

果然，”飞龙”不负重望，表现优异。整车运行阻力降低12％，人均百公里能耗下降17％，当它以时速350公里运行时人均百公里能耗仅3.8度电。”往返一趟京沪节省5000多度电。”丁参参计算出这样一个数字。

从上海到北京，高铁和飞机的人均成本哪个高？

飞机百公里人均油耗，320每小时耗油2.5吨，飞行速度700公里，百公里0.36吨，1440元，满载150人，人均百公里10元。北京上海1100公里，人均110元。

高铁，百公里人均耗电量4.5度，全程1300公里，人均58.5度电，约30元。

单纯比这个能耗，飞机大概是高铁的3.5倍。

实际上，飞机的人均成本视机型的不同而不同。有些飞机短距离好，有的长距离好，不同飞机载客量也不一样，这就导致人均成本会有很大的差异。而且，飞机落地后的场地费占很大一部分。

马斯克1200公里/时超级高铁能否颠覆传统高铁？

知乎网友“科技之光”认为马斯克提出的超级高铁与流传已久的真空管道磁悬浮列车类似，但有三点重要改进：

1. 超级高铁的采用被动磁悬浮技术，相比传统磁悬浮轨道造价便宜。

被动磁悬浮技术无需使用超导体或是驱动磁铁，只需在轨道中安装无动力线圈环路，将永磁铁植入到列车车厢中，就能创造出悬浮效应。省去传统磁悬浮轨道安装内置铜线圈的巨额成本。

中国建造传统磁悬浮轨道的成本是高铁的3倍，京沪高铁造价1亿元1公里，传统磁悬浮轨道要3亿每公里，日本正的磁悬浮中央新干线每公里10亿人民币。

至于被动磁悬浮轨道的造价，应该是在高铁与传统磁悬浮之间，最低也得2亿元每公里。在欧美日国家的造价会更高，也许至少每公里5亿元人民币。整个系统每公里造价还得翻倍。

2. 车体前方的吸气风扇，减少空气阻力。

在长达数千公里的列车管道内，是很难做到100%真空，需要巨大的能量，对管道材料强度要求极高，导致造价和运营成本高得惊人。

但在管道内保留10%的空气，还是可以做到的，而且对管道材料要求不高，大幅降低 制造成本。

不过，当列车在以1000公里每小时的高速行驶，会挤压前方空气，即使管道内有10%的空气，在列车高速挤压下，也能形成一股阻力极大的空气墙。

因此，超级高铁的车体前方加装吸气风扇，把空气排到车体下方，就会驱散前方的空气墙，让列车高速行驶。这样即降低管道的造价，又能让列车高速行驶。

3. 管道上方扑满太阳能电池板，不需要外部能源，降低运营成本

充分利用管道上方的空间，铺满太阳能电池板。超级高铁仅靠自身太阳能输电就能维持运营，甚至还有电力余额送入国家电网。

因为轨道采用被动磁悬浮技术，不需要持续供电，大幅降低能耗需求。

同时，车体在接近真空的管道内悬浮飞行，阻力非常低。而且当车加速时，系统要供电，但在车体减速时，会为向系统供电。

所以，整个超级高铁系统耗电量低，仅靠自己的太阳能供电就能维持运营。

有了以上三点重要改进，流传已久的真空管道磁悬浮列车，变得有一定可行性，不再是造价高不可攀的科学幻想。

以下为超级高铁的示意图：

车体前方风扇吸进空气，由车体下方排出，减少前方阻力。

注：车体下方排气，不产生多大推力，只是一个排气管道。

车体是靠被动磁悬浮轨道托举，不是靠下方排出的空气托举，车体下方喷出气体不足以托举车体。

车体前进动力来自电磁加速器，每10公里有一段电磁弹射加速器，让车体保持高速运行（1200公里/小时）。

由于车体阻力很小，所以每段加速阶段，不需要很大的推力，就能让车体保持高速匀速滑行，乘客不会感受到一段一段的加速感觉。

那么，超级高铁是否可行？

即便超级高铁采用成本略低的被动磁悬浮轨道，以及10%真空的廉价管道。但在中国整体造价也不会低于5亿元每公里，在美日欧等国的造价会超过10亿元每公里，超级高铁的造价大概是轮轨高铁的3倍。

虽然，超级高铁不需要外部电能，但是电力能耗只占高铁运营成本比例小于10%，所以超级高铁的运营成本不会比普通高铁低很多。
以目前世界各国高铁的运营状况来看，少数勉强收支平衡，大部分高铁线路都是在赔钱运营。

因此，以现有的技术和经济条件下，很难想象造价提高3倍的超级高铁能够推广，必然是建设一条线路就赔钱。

时速350公里的高铁，以及日益廉价的航空运输，完全能满足人们的交通需求，而超级高铁没有任何经济可行性。

当然，超级高铁也不是高得离谱的项目，建设一两条作为大城市，国力象征，还是可以的。如同2002年中国上海机场建设的世界第一条磁悬浮列车，仅此而已。对于不差钱迪拜土豪，建设世界第一条超级高铁还是蛮适合的。

最近中国也在投资研发4000公里时速的真空管道列车，但更多是面子工程。即使技术上可行，经济上却不可行。也许等到2050年以后，人类生产力和经济水平进一步提高，如石墨烯，纳米技术，人工智能等技术获得突破，制造成本降下来，超级高铁才能得到推广。

也许，在未来的500年里，超级高铁是人类最高效的运输方式。

（本文综合整理自知乎、电网头条）

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