目录
- 执行摘要：2025-2030年的关键发现
- 技术概述：铁路无线电力传输基础
- 主要参与者和创新者：领先公司和合作伙伴关系
- 当前市场规模和2025年预测
- 新兴应用：超越列车推进
- 地区分析：亚洲、欧洲和北美的采用趋势
- 技术挑战和解决方案：效率、安全和标准化
- 投资环境：资金、并购和政府倡议
- 案例研究：真实部署和试点项目
- 未来展望：机会、威胁和战略建议
- 来源与参考
执行摘要：2025-2030年的关键发现
铁路基础设施的无线电力传输（WPT）系统在2025至2030年间正进入一个关键阶段，得益于快速的技术进步和对可持续、高效电力交付解决方案的日益增长的行业需求。铁路网络的电气化加速，以及对自动化和数字化的期望增长，正在推动静态和动态WPT技术的投资。这一时期的关键发现强调了加速的试点部署、不断演变的标准以及主要行业利益相关者的重要承诺。
- 动态与静态WPT部署： WPT系统的示范项目和商业前期部署正在亚洲和欧洲扩展。到2025年，西门子股份公司正在与多家欧洲铁路运营商合作，试验轨道下感应充电，用于轻轨和地铁应用。同时，日立轨道正在日本和英国推进其WPT解决方案，专注于车站的静态充电和特定滚动库存的动态充电。
- 标准化和互操作性： 国际铁路联盟（UIC）和国际电工委员会（IEC）等行业组织正在加速制定标准，以实现WPT系统中的互操作性和安全性。到2027年，预计将有针对电力传输接口和电磁兼容性的统一协议，促进跨境部署和供应商多样性。
- 能源效率和可持续性： 来自阿尔斯通的早期运营数据表明，与传统的电导三轨系统相比，WPT可以提高整体能源效率达15%，同时减少维护需求。这与行业的脱碳目标在2030年及以后相一致。
- 与智能基础设施的集成： WPT系统的设计旨在与数字信号、状态监测和资产管理平台无缝集成。泰雷兹集团正在试点以WPT为基础的轨道旁物联网设备，为传感器和通信模块提供电力，减少对电池的依赖，并增强实时数据流。
- 市场前景： 全球铁路WPT市场预计到2030年将经历两位数的年增长，主要推动因素为中国、欧洲和中东的城市交通项目。技术提供商与铁路运营商之间的战略合作关系（如庞巴迪宣布的合作）正在加速商业化时间表。
总之，2025-2030年期间，铁路基础设施的WPT正从试点阶段过渡到早期商业化，这一过程得益于技术成熟度、监管支持及与全球铁路可持续发展倡议的强烈一致性。
技术概述：铁路无线电力传输基础
无线电力传输（WPT）系统有望通过实现非接触的电能传递来改造铁路基础设施，将电能传递给滚动资产和静止资产。WPT系统的核心是利用电磁场将电力从一个主要单元（通常嵌入轨道床或站台表面）传输到安装在火车或设备上的接收线圈。这消除了机械接触的需要，减少了磨损和维护，同时增强了操作灵活性。
在铁路应用中，最广泛采用的技术是感应电力传输（IPT），其依赖于发射器和接收器线圈之间的共振磁耦合。这种方法非常适合城市交通、有轨电车和自动人行道等高功率、高可靠性的环境。关键性能指标包括传输效率（现代系统的效率通常超过90%）、对齐公差以及与信号和通信系统的电磁兼容性。
截至2025年，领先的铁路技术供应商已展示出强大的原型和试点部署。例如，西门子股份公司提供的SITRAC是一个专为轻轨和有轨电车应用设计的无线充电解决方案，专注于在车站和仓库快速、安全地充电。类似地，庞巴迪交通（现已成为阿尔斯通的一部分）开发的PRIMOVE是一个支持动态（运动中）和静态（静止）充电的IPT平台，已在柏林和布伦斯维克等城市进行安装。
除了对滚动库存进行充电外，WPT系统还被探索用于给轨旁基础设施供电，例如传感器、信号设备和轨旁物联网设备，这些设备在物理布线不切实际的情况下可以使用。像日立轨道这样的公司正在将WPT集成到更广泛的数字和状态监测解决方案中，利用该技术支持预测性维护和自主系统运行。
在电力电子学、线圈设计和控制算法方面的最新进展提高了系统效率和对齐公差，解决了长期存在的技术瓶颈。轨道与列车的WPT模块之间采用标准化通信协议增强了互操作性，这一点在泰雷兹集团主导的地铁和轻轨网络项目中得以体现。
展望未来，铁路基础设施中的WPT前景广阔。行业路线图显示，无线系统在新建项目中的集成将不断增加，特别是在电网电气化和自动化是战略优先事项的亚洲和欧洲地区。预计未来几年将进一步扩大试点项目的规模，在干线和区域铁路中更广泛应用，并出现将WPT与机载储能结合的混合解决方案，以实现最大运营灵活性。
主要参与者和创新者：领先公司和合作伙伴关系
铁路基础设施的无线电力传输（WPT）行业正在经历显著的推进，领先公司和战略伙伴关系正在推动效率、安全性和可扩展性的边界。在2025年及未来几年中，一小部分行业参与者正在为商业部署和技术创新设定步伐。
主要创新者之一是西门子股份公司，该公司在其针对城市和区域铁路网络的“SITRAS”无线充电解决方案方面取得了重大进展。西门子与欧洲和亚洲的城市交通管理机构的持续合作预计将在2025年产生新的试点项目，重点是在轻轨和有轨电车系统中使用非接触充电垫。这些努力同时支持夜间仓库充电和动态、运动中的电力传输，提高操作灵活性并减少基础设施维护。
类似地，阿尔斯通继续推进其专有的SRS（静态充电系统），这是一种已经在法国尼斯和卡昂等一些 tram 网络中投入运营的地面无线充电技术。展望未来，阿尔斯通的计划包括将SRS能力扩展到高容量列车，并与亚洲铁路运营商建立新合作关系，以使该系统适用于高密度通勤线路。
亚太地区的企业也在取得显著进展。日立正在为铁路投资下一代WPT模块和电力电子设备，将其整合到智能站和滚动库存概念中。在2025年，日立的路线图包括在日本进行以高效能量转移和自动对齐为中心的示范项目，这可能为无线电力的可靠性设立新的基准，以应对各种环境条件。
在美国，魏斯电子正在与区域交通机构合作，开发可扩展的WPT模块用于轻轨车辆，目标是在2025年底前实现商业部署。他们的模块化方法旨在适应传统基础设施的升级，可能会加速北美老旧铁路系统的采用。
除了主要设备制造商外，基础设施集成商与新兴技术专家之间的合作关系正在加速商业化。例如，庞巴迪（现已成为阿尔斯通的一部分）继续贡献其PRIMOVE感应充电技术，该技术正与欧盟多个市政当局合作，适应更广泛的铁路和公交应用。
随着这些公司扩大试点并扩大部署，未来几年将承诺增加标准化、互操作性和成本降低。由此产生的互操作解决方案生态系统预计将帮助全球铁路运营商降低排放、提高安全性，并实现灵活且未来适应的电气化。
当前市场规模和2025年预测
无线电力传输（WPT）系统作为铁路基础设施中的一项变革性技术正在新兴市场中显现出联系，它使列车、有轨电车和轨道交通系统能够进行非接触的能量传递。截至2025年，全球铁路应用中的WPT市场仍处于起步阶段，但正在经历显著增长，主要受制于城市交通现代化、电气化举措以及对无需维护的高可靠性供电系统的追求。
行业领导者在过去几年加快了试点部署和商业推广。例如，西门子试点运行其SITRAS WPT系统，旨在提升操作效率和安全性，消除暴露的三轨或高架线路。同样，日立展示了其在地铁线路上的无线牵引电源技术，报告在日本和欧洲进行的现场测试结果，证明其与传统的接触线或导轨系统相比能够实现稳定的电力传输和减少磨损。
来自阿尔斯通的数据突显了对城市有轨电车无线充电基础设施日益增长的兴趣，特别是在欧洲和亚洲。阿尔斯通的SRS地面静态充电系统虽主要依赖接触，但它是向非侵入性能源供应解决方案转变的更广泛态势的一部分，为WPT的进一步采用奠定基础。早期市场活动集中在新建项目和人口稠密的都市地区的重大改造上，其中最小化视觉杂乱和最大化系统正常运行时间至关重要。
到2025年，全球无线铁路电力传输系统的安装基础预计处于几百个低点，主要集中在中国、日本、韩国以及其他一些欧洲城市。庞巴迪（现已成为阿尔斯通的一部分）报告其PRIMOVE无线充电技术正在进行有轨电车和电动公交车的持续部署，未来可扩展到干线和货运铁路应用。这些项目证明了在短轨道段或车站进行安全、高功率无线传输的可行性（通常为100kW及以上）。
展望2025年之后，预计随着城市铁路运营商寻求降低生命周期成本和提高韧性，采用速度将加快。国际铁路联盟（UIC）和国际公共交通协会（UITP）等行业组织积极推动标准化工作，以促进互操作性和大规模部署。随着技术性能的持续提升和价格的下降，无线电力传输有望在2020年代末成为铁路电气化战略中的主流选项。
新兴应用：超越列车推进
无线电力传输（WPT）系统在铁路基础设施中正在迅速获得关注，应用范围远超其原本用于列车推进的用途。随着我们进入2025年，多个领先的铁路技术供应商和基础设施运营商正在试点和部署WPT用于多种辅助用途，旨在降低维护成本、增强安全性并支持数字化倡议。
一个关键的新兴应用是无线供电的轨旁设备，例如轨道旁传感器、信号设备和监控系统。传统上，这些设备依赖于电池或硬接线连接，导致在维护、可靠性和安装成本方面面临挑战。WPT通过实现远程传输能源来提供了一种有吸引力的替代方案，减少了物理布线的需要，并便于在偏远或难以访问的区域放置设备。西门子已强调其正在对使用感应电力传输支持智能基础设施进行持续研究，试点项目重点是为轨道和资产监测的分布式传感器网络供电。
同样，日立正在探索将WPT系统集成到其数字铁路解决方案中，旨在无线供电给高速和城市铁路线路沿线的物联网设备和通信模块。这种方式预计将简化预测性维护和状态监测系统的部署，对于提高操作效率和最小化服务中断至关重要。展望未来，随着铁路运营商寻求满足对智能基础设施日益增长的需求并遵守更严格的安全和可持续发展目标，这些发展预计将加快。
另一个有前景的领域是服务车辆和移动维护机器人无线充电。例如，阿尔斯通正在评估针对自主轨道检查机器人的WPT充电站以及维护车辆，这些车辆需要不会干扰正常铁路运营的灵活充电解决方案。早期现场试验展示了高功率的非接触充电垫的可行性，并计划在2025年及以后在欧洲站点进行更广泛的测试。
铁路基础设施中WPT的前景非常积极。行业利益相关者，包括联合铁路工业协会（UNIFE），预测WPT将在辅助系统中迅速被采纳，这主要受到数字化和可持续性双重驱动。未来几年，国际电工委员会（IEC）内的持续标准化努力预计将支持更广泛的商业部署，助力迎来一个互联、高效和韧性的铁路新时代。
地区分析：亚洲、欧洲和北美的采用趋势
铁路基础设施的无线电力传输（WPT）系统在亚洲、欧洲和北美的发展步伐各不相同，主要受区域政策优先事项、铁路现代化项目和公私合作的推动。截至2025年，亚洲（特别是中国、日本和韩国）在WPT部署方面始终处于领先地位，而欧洲和北美的兴趣和试点活动逐渐增加。
亚洲继续引领全球采用，尤其是在高速铁路和城市铁路网络中大规模集成WPT。在日本，日立有限公司正在推进Shinkansen（新干线）和通勤列车的WPT开发，专注于动态运动充电和静态应用。韩国的KAIST正在扩展其在线电动车（OLEV）技术，最初用于公共汽车，现扩展到首尔和其他城市的轻轨和地铁系统。同时，中国的中车集团正在为滚动库存和轨旁设备进行WPT试点项目，计划到2026年进一步商业化，成为其智能铁路倡议的一部分。
在欧洲，重点是城市交通电气化和可持续基础设施升级。欧盟的绿色协议和Shift2Rail项目促进了WPT研究和示范项目，西门子股份公司正在德国和荷兰测试有轨电车和轻轨车辆的无线充电解决方案，阿尔斯通与法国和西班牙的区域交通管理机关进行合作，重点是降低对高架电线的依赖，实现历史市中心的无缝电气化。到2025年，有多项无线有轨电车充电的试点安装已经投入运行，正在考虑在可靠性和安全性数据积极的情况下进行更广泛的推广。
北美的采纳率正在逐步提升，WPT主要处于示范阶段。美国的重点是城市交通的可持续性和韧性，庞巴迪交通公司（现已成为阿尔斯通的一部分）和ABB有限公司正参与在加利福尼亚和德克萨斯州的选定轻轨站和仓库进行无线充电的试点项目。最近通过的联邦基础设施法案为智能铁路升级提供了资金，预计在2020年代后期加速WPT的采用。在加拿大，多伦多和温哥华的交通管理机构正在评估未来车队更新的WPT方案，并得到西门子股份公司和阿尔斯通的支持。
展望未来，未来几年预计将带来更广泛的标准化、更多的试点到商业过渡、以及跨区域在互操作性和安全标准上的合作，使WPT成为全球铁路基础设施演变中的变革性解决方案。
技术挑战和解决方案：效率、安全和标准化
无线电力传输（WPT）系统正被越来越多地探索作为铁路基础设施的变革性解决方案，承诺提供非接触的能量交付并减少维护。然而，其在铁路中的大规模采用面临一些技术挑战，特别是在效率、安全和标准化方面。解决这些挑战至关重要，因为行业正在迈向2025年及之后更广泛的实施。
效率仍然是一个核心技术障碍。在动态环境（例如动车组）中进行无线能量传输可能会由于发射器和接收器线圈之间的不对齐而降低传输效率。解决方案正在出现：例如，西门子正在推进自适应线圈设计和实时对齐算法，能够在列车在轨道上移动时保持最佳耦合。此外，电力电子学的改进和共振感应耦合使得系统效率在控制测试台中超过90%。
安全是另一个至关重要的关切。WPT系统产生强电磁场，需要严格的措施来保护维修人员、乘客和敏感的信号设备。日立最近的开发包括在外部物体存在时的主动场包含和自动电源关闭，而阿尔斯通则在实施电磁辐射的实时监测，以确保符合国际暴露标准。此外，无线系统增加了可能的干扰攻击面，因此对网络安全的关注也在增加。
标准化对于互操作性和可扩展性至关重要。多个行业机构正在合作建立统一的协议和安全基准。国际铁路联盟（UIC）正在积极与制造商合作，开发WPT接口和频段的统一技术标准。同时，国际电工委员会（IEC）委员会正在向铁路应用无线电力的全球标准迈进，预计新指南将在未来几年内发布。
展望2025年及以后，这些技术解决方案的融合预计将加速WPT在铁路中的商业部署。领先的设备制造商（OEM）如西门子和日立宣布的现场试验将验证系统在真实操作条件下的可靠性和安全性。随着效率和安全基准的达成以及新标准的批准，WPT有望成为现代铁路电气化的可行、可扩展的选择。
投资环境：资金、并购和政府倡议
无线电力传输（WPT）系统在铁路基础设施中的投资环境正在快速变化，公共和私人利益相关者认识到其在提高效率、降低排放和维护方面的潜力。截至2025年，大笔资金的投入、并购（M&A）活动和政府支持的倡议正在塑造该行业的轨迹。
多家全球制造商和技术提供商正在增加对铁路应用WPT解决方案的投资。例如，西门子交通扩大了对城市交通和轻轨无线充电的研发努力，最近宣布与欧洲和亚洲城市交通管理局开展试点项目。这些试点旨在展示WPT在有轨电车和全电动列车上的现实互操作性和可扩展性。
并购活动也在增加。2024年底，阿尔斯通完成了对一家专注于高频感应充电系统的领先电力电子公司少数股权的收购，从而增强了其产品组合，以应对新建与改造项目中对非接触式电力交付日益增长的需求。同样，韩华集团已经与子系统供应商达成战略协议，以加速将WPT模块集成到下一代滚动库存中，商业部署预计将于2026年起开始。
在政府层面，各国和地区当局正积极通过有针对性的资金来支持WPT的采用。在2025年，德国联邦数字与交通部为利用无线充电在选定铁路站点资金提供新的资助，基于其在电气化公共汽车基础设施中的成功经验（德国联邦数字与交通部）。同样，日本国土交通省已为铁路运营商试验车站和维护站点的WPT系统划拨预算。这些公共投资旨在降低技术风险并吸引更多私营资金。
接下来的几年展望仍指向对试点项目、跨境合作以及成熟的设备制造商与专业技术公司之间的选择性收购的资金增长。随着政府优先考虑绿色交通，运营商寻求具有成本效益的电气化替代方案，铁路的WPT行业预计将从示范阶段过渡到早期的商业推广，并增强标准化力度和新参与者的市场进入。
案例研究：真实部署和试点项目
近年来，铁路基础设施中无线电力传输（WPT）系统的部署和测试取得显著进展，一些案例研究和试点项目展示了该技术的成熟。截至2025年，多家主要铁路运营商和技术供应商正在进行全面试验，以提高效率、安全性并降低不同铁路行业的维护成本。
其中最显著的部署之一是西门子股份公司在德国进行的试点项目，将WPT系统集成到轻轨应用中。西门子的无线充电平台与区域交通管理局合作进行了示范，专注于在车站停留期间为电池供电的有轨电车充电。这些于2023年底启动的试验表明，策略性地设置地面充电垫可以提供可观的操作灵活性并减少对电力线路的依赖，尤其是在基础设施复杂的城市环境中。
同样，阿尔斯通正在推进其SRS（固定充电系统），这是一种最初为有轨电车开发的地下电导和无线电力传输解决方案。截止2025年，阿尔斯通已在法国和西班牙扩大了试点安装，与市政运输部门合作评估真实情况下的能效和安全性能。早期数据表明，WPT可以在不损害车辆电池或车站基础设施的情况下，保持频繁的高功率充电周期，突显其在新市区有轨电车项目中的快速推广潜力。
在亚洲，日立和京瓷正在与日本铁路运营商加大试点项目的力度。值得注意的是，京瓷的高频共振无线充电技术已在维护车辆和部署在新干线隧道中的服务机器人上进行测试。这些案例研究突显了WPT增强自动化并减少非高峰维护窗口停机时间的潜力，控制条件下已经报告成功的能量传输效率超过90%。
展望未来，铁路基础设施中WPT的前景愈发乐观。国际铁路联盟（UIC）等行业机构正积极跟踪这些试点项目，专门成立的工作组致力于开发互操作性标准和安全协议。未来几年预计将看到多城市的试点推广，与电池电动滚动存储的更大整合，以及努力在不同区域标准化安装实践。随着来自正在进行的案例研究的数据不断丰富，利益相关者预计WPT将在2020年代末成为实现低排放、灵活城市铁路网络的关键推动力之一。
未来展望：机会、威胁和战略建议
无线电力传输（WPT）系统在铁路基础设施中预计将在2025年及随后的几年中实现重大进展，这是由于对电气化、效率和可持续性日益增长的需求。这些系统使得非接触的电力传输到滚动库存或轨旁资产成为可能，并被越来越多地视为下一代铁路的关键。
机会：全球范围内的脱碳和智能出行的推动正在为WPT在铁路领域的采纳创造重大机遇。特别是，WPT能够支持未电气化线路和城市轻轨路线的电气化，而传统的高架电线或第三轨道则不切实际。在2025年，德国曼海姆的无线有轨电车项目利用庞巴迪（现为阿尔斯通一部分）的PRIMOVE技术，仍然是扩大部署的参考点。此外，西门子交通正在积极探索铁路车辆的感应充电，旨在提高运营灵活性和降低基础设施成本。
货运铁路运营商也在评估WPT用于车载系统和最后一公里作业，特别是在电池供电的调车机车日益流行的情况下。基础设施所有者与技术供应商之间的合作关系，例如日立轨道所推动的合作，预计将在2025-2027年间加速试点项目和标准化努力。此外，对数字铁路和预测性维护的日益关注为轨道旁无线传感器和通过WPT供电的物联网设备创造了一个二级市场，从而减少手动更换电池的需求。
威胁： 尽管存在这些机会，但仍然存在一些挑战。高前期投资、电磁兼容性问题和互操作性问题仍然是广泛采用的障碍。一些国家监管机构尚未为铁路环境中的高功率无线传输最终确定技术标准，这可能会减缓部署。此外，市场参与者如ABB强调需要强有力的安全协议和公众接受度，鉴于大规模WPT在公共场所的新颖性。
战略建议： 对于希望在这一快速演变的领域中占得先机的利益相关者，推荐以下几个战略：
- 提前与标准化机构和监管机构接触，主动解决技术和安全问题。
- 追求与成熟WPT提供商的协作试点项目，利用他们的专业知识和参考部署。
- 专注于模块化和可扩展的解决方案，适用于对现有资产的改造以及与新滚动库存和基础设施的集成。
- 投资数据驱动的验证——监测并分享示范项目的结果，以建立利益相关者的信心并推动政策的发展。
总之，尽管实现铁路基础设施中的无线电力传输的全面采用之路需要克服技术和监管障碍，未来几年仍提供了创新和市场领导力的巨大机会。战略性投资于WPT的公司和基础设施管理者将从运营效率、可持续性和未来准备中受益。
来源与参考
