受东日本大地震和少子老龄化等影响，日本铁路行业的业务环境正在发生巨变。本站将分两次介绍铁路技术第一线的情况。首先是为实现节能而采取的举措。

日本的铁路行业如今处在剧烈的环境变化之中。对节能要求严格是重大变化之一。

日本铁路企业很早以前就开始致力于节能。与其他交通工具相比，铁路的人均运输能耗原本就比较低。例如，新干线的人均运输能耗只有飞机的25分之1。

但是，受到近期电力供求变化的影响，铁路已经不能再高枕无忧。东日本大地震发生后，核电站停运造成的全国性电力短缺对铁路造成了巨大的影响。地震刚刚过后，日本东部地区的铁路企业就开始全面开展节能运动，随着核电站停运，西部地区的铁路企业也同样开始了行动。

铁路领域的节能技术一直在进步。以新干线为例，现在的“N700系”与第一代“0系”相比，行驶时速为220km时，耗电量减少了约一半，与上一代的“700系”相比，耗电量也减少了约20%。但在今后，要想进一步提高能源效率，就必须采用新技术。普通铁路的情况也同样如此。

地铁采用LED和新型半导体

于2012年4月投入运行的东京地铁(东京Metro)银座线新“1000系”车辆，其外观令人联想起老“1000系”——1927年开始商业运营的亚洲最早的地铁所使用的地铁车辆，但内部却大不相同，采取了大量改善措施以提高性能。

例如，为了提高乘客的乘坐舒适度，车内加大空调的输出功率，强化了空调的功能；把车内显示器改换为17英寸的宽屏液晶显示器，提高了视认性。但强化这些功能后，车辆的耗电量趋于增加。

为此，新1000系采用了削减耗电量的技术。其中具代表性的是前部标识灯(前灯)和车厢灯采用的LED照明。东京Metro称，地铁前灯采用LED“尚属首次”。

虽然主灯只有32瓦，辅灯只有16瓦，但亮度却与过去的150瓦级前灯相当。车厢灯也在确保亮度等于或大于过去荧光灯的同时，削减了约40%的耗电量。车厢灯的LED照明寿命约为4万个小时，大约是荧光灯的3.5倍。

不只是照明，马达也实现了高效率化。采用的是比普通感应马达效率更高的永磁同步马达。除此之外，为了减轻曲线行驶时的振动和噪声，车辆还配备了能够沿曲线平稳行驶的“径向转向架”。使原本固定在转向架上的车轴的朝向能够沿轨道的曲线活动。东京Metro称，这种方式应用于地铁也是日本“国内首次”。

并且，同属银座线的其他客运车辆采用了使用新材料SiC(碳化硅)的功率半导体。半导体行业对此寄予了厚望，认为这一技术“应用于铁路，将会大大地加速普及”。功率半导体的作用是在驱动马达，或是为电池充电时控制或供给电力。与使用Si(硅)的现行功率半导体相比，使用SiC的功率半导体能够大幅降低电力损耗，实现装置的小型化。

最先着手采用的是三菱电机公司。2011年10月，该公司发布了配备SiC功率半导体的逆变器。现在，银座线“01系”的部分车辆已经配备了这种逆变器。

紧随三菱电机之后的是东芝公司。该公司于2011年12月发布了使用SiC功率半导体的逆变器。三菱电机与东芝的逆变器是用于接触网供应的电压为直流600伏或750伏的铁路。之后，日立制作所又在2012年4月发布了为1500伏直流接触网开发的使用SiC功率半导体的逆变器。

附属设备的节能也是当务之急

在车辆之外的领域，车站等附属设备的耗电量也是一个重大课题。

现在，日本的铁路运营商为了应对少子老龄化造成的减收，在经营运输业务的同时，还在扩大非运输业务。正在开展的措施包括增设站内店铺、经营商业设施、扩大数字标牌(电子标牌)及完善高速通信网等。这些设施的耗电量占据的比例越来越大。某铁路人士称：“耗电量之大已经到了不能称之为‘附属’的地步。”

例如，在东日本旅客铁路公司(JR东日本)2010年度的总销售额中，非运输业的比例超过了3成。与之相呼应，该公司铁路运行以外的能耗也扩大到了整体的约3成。

车站耗电量占铁路运营商用电量的约20%，并呈现逐年递增的趋势。为了阻止这种趋势，铁路运营商开始在车站采用光伏发电系统和LED照明等。

JR东日本推行的“环保车站”就是一个很好的例子。2012年春季，东京四谷站成为了第一座环保车站。车站与相邻商业设施的屋顶设置了光伏发电系统，仅车站就具备50千瓦(kW)的输出功率。

站台和大堂的照明采用LED。显示站名等信息的电子显示器、乘务员所用监视器的背照灯也采用LED。除了设置采光天窗，以便白天能够关灯之外，车站业务设施中还设置了家用燃料电池。

JR东日本的目标是，通过以上举措，与2008年度相比，将四谷站的二氧化碳排放量减少约40%。该公司预定今后逐渐增加环保车站的数量。