Pociąg do przyszłości. Jak zmienia się kolej

Pociąg do przyszłości. Jak zmienia się kolej

Rewolucja energetyczna wkracza do sektora transportu, a kolej jest najlepszym przykładem. Najnowsze pociągi są lżejsze i mają dużo lepsze przyspieszenie. Na znaczeniu zyskują nowe technologie i zmiany organizacyjne nie tylko w obrębie konstrukcji pojazdów, ale koncepcji transportu w ogóle.

Transport przechodzi rewolucję a największe zmiany gołym okiem widać na kolei – ze względu na legendarną wręcz trwałość taboru często obok siebie spotyka się nowe i 50-letnie składy. Równie wielkie inwestycje trwają w infrastrukturze – tory, dworce, zasilanie i sterowanie przeskakują wiele generacji. Na te inwestycje idą miliardy z funduszy unijnych. Kolej może być jednym z największych wygranych przemian zachodzących w gospodarce i cywilizacji, co wynika nie tylko z coraz lepszej konstrukcji pojazdów, ale ze zmiany koncepcji transportu w ogóle.

Branża transportowa wytwarza ok. 6 proc. PKB Unii Europejskiej, ale jej wpływ na gospodarkę i środowisko jest znacznie większy. Dynamika tego sektora może wręcz służyć jako barometr kondycji ekonomicznej.

Najwięksi mają własną kolej

Żeby możliwe było zmniejszenie liczby tirów na drogach potrzebne jest zorganizowanie kolei towarowych na wzór pasażerskich – regularne połączenia, średnia prędkość powyżej 50 km/h, przeciętne spóźnienie poniżej pół godziny.

Dotychczasowy brak sukcesów w przenoszeniu transportu na szyny wynika m.in. z nierównomiernego rozlokowania sieci kolejowych. Ponadto zamiast samodzielnie organizować transport trzeba w tym przypadku zaufać firmie spedycyjnej, która zorganizuje cały łańcuch dostawy. Istotna jest też różnica w czasie – nawet kilkakrotnie krótszy czas oferuje transport drogowy.

W Polsce transport węgla kamiennego, rud metali oraz wyrobów górnictwa stanowi aż dwie trzecie masy przewiezionych towarów i ponad połowę wykonanej pracy przewozowej. Na własną flotę kolejową pozwolić mogą sobie tylko najwięksi. PKN Orlen ma dostosowaną do swojego profilu działalności kolej, z kilkunastoma typami cystern i platform. Rocznie przewozi ona 27 mln ton produktów, co oznacza 80 tys. wagonów w ruchu w ciągu roku. We własną kolej zainwestowały też m.in. Grupa Lotos, Grupa Azoty czy Budokrusz.

Bardzo duży potencjał oszczędności niosą ze sobą zmiany technologiczne. Widać to szczególnie na podmiejskich liniach kolejowych, gdzie ponad 50-letnie osobowe EN57 mijają się z fabrycznie nowymi składami z fabryki Stadlera w Siedlcach i Newagu w Nowym Sączu. Nowe pociągi są coraz częściej produkowane z aluminium, przez co są znacznie lżejsze od stalowych. Przykładowo najnowsze pociągi warszawskiego metra są lżejsze od najstarszych o ponad 20 proc. a przy tym są pojemniejsze i przechodzą przeglądy 60 razy rzadziej. Produkowane obecnie składy mają też dużo lepsze przyspieszenie – podczas gdy pusty EN57 potrzebuje 85 sekund aby przyspieszyć do setki, nowym składom zajmuje to poniżej 30 sekund. Pociąg szybko rozpędza się do prędkości podróżnej, dzięki czemu nie tylko jedzie krócej, ale też zużywa znacznie mniej prądu.

Jak oszczędzać prąd na kolei?

Zagadnieniem oszczędzania prądu przez kolej zajmowano się już w latach 80' ubiegłego wieku. Opracowano wtedy urządzenie, które odliczając czas od odjazdu ze stacji sygnalizowało maszyniście w którym momencie odłączyć silniki. Dzięki temu pociąg pokonywał część drogi bez napędu, zużywając średnio o 12 proc. mniej prądu. Podobnie prowadzi tramwaje większość motorniczych – najpierw pojazd jest szybko rozpędzany do ok. 50 km/h, a potem swobodnie toczy się zwalniając do 40-45 km/h przed następnym przystankiem.

Czytaj także: Oznaczenie stacji ładowania samochodów elektrycznych

Pojazdy elektryczne szczególnie nadają się do tego typu jazdy, bo ich silniki nie zużywają energii na biegu jałowym. Podobnie działa napęd hybrydowy, który pozwala zaoszczędzić 20-40 proc. paliwa w cyklu miejskim, jednak kosztem zwiększenia masy pojazdu.

Bardzo istotne jest też zmniejszenie zużycia prądu przez pozostałe odbiorniki w pojeździe. Ogrzewanie kabiny powinno być w miarę możliwości zasilane ciepłem odpadowym z napędu – tak jak ma to miejsce w samochodach. Jeśli nie jest to możliwe (np. w pociągach) lepiej wykorzystywać pompy ciepła (klimatyzacja o odwróconym obiegu) niż grzałki elektryczne. Pewne oszczędności możliwe są też do uzyskania poprzez wymianę oświetlenia na ledowe i lepsze sterowanie wentylacją.

Transport w Polsce – wiele do zrobienia

Transport w Polsce i na świecie będzie musiał przejść bardzo duże zmiany, aby zredukować zużycie paliw kopalnych. Polska może na nadchodzących zmianach sporo skorzystać. Nasi główni partnerzy handlowi są w odległości, którą można bez problemu pokonać pociągiem. To wymaga jednak przeorganizowania logistyki tak, aby koleją dało się przewozić towary szybko i blisko końcowego odbiorcy. Trzeba zlikwidować "wąskie gardła" – miejsca, gdzie zamknięcie jednego toru lub brak na rynku jednego typu wagonu prowadzi do poważnych problemów z dostawami.

Ważnym trendem, jaki daje się zaobserwować na polskiej kolei jest większe skupienie na przewozach regionalnych i lokalnych. Najwięcej pasażerów od lat mają pociągi InterRegio, na drugim miejscu plasują się Koleje Mazowieckie. Ci drudzy intensywnie inwestują w tabor, w zeszłym roku podpisując ogromny kontrakt na dostawę 71 pociągów z fabryki Stadlera w Siedlcach (dla porównania Pendolino mamy 20 sztuk). Nowe składy będą jeździły po świeżo zmodernizowanych torach z Warszawy w kierunku Siedlec i Białystoku, a także Radomia i Lublina.

Czytaj także: Polska podwaja liczbę stacji ładowania

Jak dbać o spójność systemu transportowego, czyli możliwość zapewnienia kompleksowych usług przewozowych dzięki współpracy kolei z przewoźnikami autobusowymi? Dla równomiernego rozwoju kraju konieczne jest zaoferowanie wszystkim mieszkańcom możliwości podróży.

Dziś do wielu miejscowości w Polsce nie dociera żadna komunikacja zbiorowa. Wykluczenie transportowe prowadzi do wykluczenia kulturalnego, społecznego i ekonomicznego. Ludzie, którym udaje się opuścić miejscowości pozbawione transportu zazwyczaj na trwałe emigrują za granicę lub do dużych miast. Komunikacja lokalna powinna umożliwiać przesiadki do komunikacji dalekobieżnej. Przy okazji znacznie upraszcza się zagadnienie elektryfikacji – podstacje kolejowe wytwarzają prąd stały o mocy kilku megawatów, który przez większą część czasu jest dostępny do ładowania akumulatorów.

Droga w budowie, ale ekologiczna

Kolej wymaga dużych wydatków na budowę i utrzymanie. W UE pochłania około jedną trzecią inwestycji w sektorze transportu a odpowiada za mniej niż jedną dziesiątą przewozu ludzi i jedną piąta ładunku towarów.

Czemu inwestuje się takie pieniądze w kolej? Bo zużywa ona znacznie mniej energii, prawie w ogóle nie produkuje zanieczyszczeń i dużą ładowność. Zużycie energii końcowej przez transport szynowy to mniej niż 2 proc. ogólnego zapotrzebowania wszystkich przewoźników, a udział w emisji najbardziej trujących substancji to 1-4 proc. całej puli przypadającej na branżę. Wysokie wydatki na tory rekompensowane są stosunkowo niskimi kosztami eksploatacji i brakiem smogu.

Elektryfikacja i nie tylko

Po części przewaga kolei wynika z powszechnego wykorzystania napędu elektrycznego, ale bardzo duże znaczenie mają też inne względy techniczne. Żelazne koła mają 3-8 razy mniejsze opory toczenia niż opony, co znacznie obniża zużycie energii. Wagony jadą jeden za drugim, więc każdy z nich stawia tylko niewielki opór aerodynamiczny. Przy hamowaniu można odzyskiwać prąd, co w jeździe podmiejskiej pozwala zaoszczędzić 20-40 proc.  zużycia. W pełni załadowany samochód elektryczny zużywa w mieście 5 kWh na osobę na 100 km pociąg podmiejski zaledwie ok. 1 kWh. Koalicja Rail Freight Forward szacuje, że transport towarów pociągiem zamiast ciężarówkami powoduje 9 razy mniejszą emisję CO2.

Dodatkową przewagą kolei jest mniejsze zapotrzebowanie na przestrzeń (istotne zwłaszcza w miastach) oraz wysoka prędkość podróży i bezpieczeństwo. Do 2020 roku Polska zobowiązała się osiągnąć 15 proc. udział źródeł odnawialnych w całym zużyciu energii. Największy problem mamy z transportem, a kolej wlicza się do celu na 2020 rok, a korzysta niemal wyłącznie z napędu elektrycznego, więc w krytycznym momencie będzie dla rządu sprzymierzeńcem.

Czytaj także: Chińczycy budują największą baterię na świecie

 

Technologie dostarcza

E-mobilność napędza

Zobacz także...

Komentarze

Patronat honorowy

Partnerzy portalu

PSE