專題報導／從蒸汽火車到電氣化 台灣鐵路運輸的故事

台鐵R2800、DR2900和DR3000三款柴聯自強號在4月底正式除役，交棒給新上路的EMU3000電聯車，象徵台鐵列車的世代交替。台鐵從民國68年完成西半幹線鐵路電氣化後，一直到109年底南迴鐵路電氣化通車，經過了40年終於完成全島幹線鐵路電氣化。

從火車發明以來，採用蒸氣動力雖然已經是劃時代的進步，但蒸汽機仍然有熱效率低、廢氣污染等缺點，直到20世紀初內燃機實用化，柴油或汽油引擎成為鐵路車輛的新選項，同時，電車也成為另一種選擇。這時期各鐵路大國都思考：以哪種動力作為車輛載具的動力來源？

國家鐵道博物館籌備處主任鄭銘彰說，台灣鐵路電氣化的想法，早在日本時期的縱貫鐵路山線就曾思考過。

當年山線鐵路由於坡度大，當時的列車必須加掛「補機」才能順利爬坡，成為南北鐵路運輸的一大瓶頸，當時日本總督府除了另外興建海線鐵路外，也曾考慮過引進電力機車來解決列車牽引力不足的問題。

鄭銘彰解釋，當時的內燃機車，其實牽引力的表現還沒有電車好，而電車在歐洲或日本本土的一些幹線，其實已經很成熟在運用。所以當年總督府打算把日本本土的電車技術用在比較陡、需要牽引力的路線，這點從從苗栗機關庫改建成可讓電力機車進駐的車庫的意圖和文獻可以看出。鄭銘彰說，當初總督府計畫先將山線電氣化做起來，再逐步擴展到整個西部幹線。

不過這一波電氣化的計畫當然因二次大戰爆發而作罷，戰後的台灣經過一段百廢待舉的時期，國民政府遷台後，經歷過一段「柴油化」成為主要發展方向的時期。

鄭銘彰說，從文獻顯示，台鐵在民國40年代起推動「無煙化」（煤煙），所以在美援計畫下引進柴電機車，後來又跟著日本的經驗，也把日本的柴聯車引進台灣。

根據考據，當初台鐵邀請各國鐵道專家評估，其中日本和法國等專家主張直接將幹線電氣化最具效益，但耗費資金成本甚鉅、且技術的移轉也是窒礙難行的阻力；美援顧問則建議先推行動力柴油化，等運能和技術能力提升後再推動幹線電氣化。最後台鐵在整體考量下決定實行後者，除了引進柴電機車外、還搭配幹線的號誌自動化。在這樣的政策方向下，台鐵陸續引進了R20、S200、R100等使用至今的柴電機車頭。

鄭銘彰解讀，那個時空背景下的國民政府，當然有施政順序、財政分配和美援等考量，而電氣化想要仿效的對象日本也剛從戰敗國正在走向復興中，有些技術也沒辦法那麼快可以輸出，至於美國顧問當然是以美國比較成熟的柴電機車來提供援助。

鄭銘彰舉例，台鐵編號R20系列的柴電機車頭，美國GM-EMD公司原廠型號G12，就被廣泛地用在美國國內或接受美援的國家、地區，包括紐西蘭、非洲國家、台灣、菲律賓、甚至香港都可見到這款火車頭的足跡。他認為，這種做法可以快速解決當地鐵路運能的需求；又可以在還沒有經濟規模或國家技術水準還沒辦法做到全面幹線電氣化之前，有一個很好的替代。

因此鄭銘彰解釋，台鐵推動柴油化的方向，與其說是過渡期，或可說在那個時間點，國內就是要快速把國內鐵路系統從蒸氣動力追到至少歐洲在1930-40年代就已經使用的內燃機動力。因此優先把柴油車輛放在幹線使用，一方面是應急，一方面也可以讓交通運輸可以快速得到復原和進步。

然而，幹線鐵路電氣化仍然是台鐵要推動的方向，鄭銘彰說，根據文獻，在台鐵引進柴油化的同時，對於到底是引進歐洲、日本、或英國的電氣化鐵道系統，都有做過評估。

他舉例，跨入電氣化要涉及的技術範疇又會擴大很多，例如對於電動機的維護、電力系統、變電站等等的設計概念，需要有經驗的國家協助。此時日本經過戰後1950年代的復甦，甚至已經在籌辦東京奧運和新幹線，加上台鐵技術人員對日文資料有較深厚底子，因此這時期的確受到很多來自日方的協助，連帶當時台鐵的一些構想其實都很創新、有企圖心。

不過當台灣要開始規劃十大建設時，卻遭逢台灣退出聯合國、台日斷交等變局，不但與日本的交流聯繫只能透過私人等關係，與聯合國開發計畫署（UNDP）合作獲得的新趨勢、資訊也告中斷。很多技術協助轉向歐洲的德、法和美國等國，使得電氣化建立初期的系統反而比較接近歐洲風格。隨著全台經濟、人口發展，台鐵幹線鐵路從西線到北迴線、花東線、南迴線，終於陸續完成雙軌化、電氣化的進程。

但是此時社會也才注意到，台鐵各型列車、機車頭，絕大部分都已服役超過40甚至60年，包含摺疊門莒光號、復興號、還有E200-400等電力機車頭、各型柴電機車頭，從2021年起到2024年底前，要陸續淘汰共872輛車。

鐵道情報雜誌主編古庭維分析，鐵道車輛可以使用多久其實沒有標準答案，當然台鐵車輛平均超過40年的確是久了點，不過這也牽涉相當多因素，尤其台灣不是鐵路技術的生產輸出國，一切要靠國外進口，先天就受限制；其次還牽涉政策等因素，古庭維說，台鐵在西部幹線電氣化時進口大批新車種，但隨後就因高速公路的興起而沒落，應該也影響更新車輛的速度與投資。

國家鐵博館籌備處主任鄭銘彰則指出，重點還是在於鐵路單位如何規劃營運保養成本？以及要不要定期引進淘汰更新？

他舉例，在民國49年抵台的R20型柴電機車頭，相較於60年前其實已經加裝了很多東西，對柴油車本身而言，電動馬達及機械性的零件，只要願意保養、保養得當都還可以使用很久，有些日本退役的柴聯車還被送往東南亞，經檢修後展開第二春，甚至成為吸引當地遊客及日本懷舊客的觀光列車。

不過他也指出，現代大部分車輛都已經是模組化設計，同時有許多電子、數位化設備，比較容易很快落伍，甚至面臨消失性商源的問題，必須考慮一定的使用期限，因此他估計，2000年以後新造的車輛，大概可使用20多年左右；當然，這也還是要看台鐵當初開出的規格、用車需求、原廠保固等安排。

鄭銘彰分析，車輛服役之後，保養週期必然會隨著時間、使用頻率而縮短，保養、維修、零件的成本也會升高。他舉例，日本最早通車的東海道新幹線，至今仍是日本東西交通的大動脈，列車維修和更新的規劃，自然與其他路線不同，因此歸根究柢，就看營運單位如何估算維修成本以及如何精打細算了。

隨著西部自強號電聯車、復興號、摺疊門莒光號、柴聯自強號陸續除役，以及2024年前後要進新車淘汰的E200-400電力機車頭和柴電機車頭，過去數十年來台灣的鐵路映像將大幅改觀。台灣鐵路從蒸汽火車、柴油列車到幹線全面電氣化的歷程，都是台灣從戰後百廢待舉到經濟起飛一段特殊而重要的故事。（李人岳報導）