Železničář / Provoz / Dvouzdrojová vozidla s baterií postupně překonávají nedůvěru dopravců
Dvouzdrojová vozidla s baterií postupně překonávají nedůvěru dopravců
15.1.2015 – autor: MARTIN NAVRÁTIL
Kolejová vozidla mají ve srovnání s automobily pro využití zásobníků energie výhodné technické a ekonomické předpoklady, především nižší valivý a aerodynamický odpor. Již vybudovaná elektrizace části železniční sítě je využitelná jako infrastruktura pro nabíjení vozidel. Proč je tato bezpochyby progresivní technika tak trochu stranou zájmu a proč k ní mají dopravci nedůvěru?
Nejméně dva přednášející na letošní konferenci pořádané ČD a Univerzitou Pardubice v Konstantinových Lázních se hlouběji zabývali problematikou BEMU – dvouzdrojových vozidel. Jaroslav Novák z Univerzity Pardubice navrhuje modulární konstrukci jedno- až čtyřvozové jednotky o výkonu cca 1 000 kW a napájením stejnosměrným i střídavým proudem plus lithiovou baterií 1 000 Ah a pro ni provádí teoretický propočet ekonomiky provozu. Jednotka by byla určena pro provoz na trase, kde část by se realizovala pod trolejovým vedením a část na neelektrizované trati, kde by vozidlo jelo na baterii.
Přínosy jsou zřejmé jak pro objednatele dopravy/dopravce (snížení nákladů na energii, zvýšení využití vozidla, udržení konkurenceschopnosti, větší flexibilita nasazení), tak i pro cestující (snížení počtu přestupů, zkrácení jízdních dob, zlepšení komfortu, tvorba nových relací). Pro životní prostředí nasazení takového vozidla znamená eliminaci emisí a snížení hluku a vibrací. Pro distributory elektřiny znamená novou příležitost a pro výrobce takového vozidla reference, konkurenceschopnost a technologický pokrok.
Baterie je těžká a drahá, i když…
Bohužel ani zápory dvouzdrojových vozidel nejsou zanedbatelné. Kromě potřeby nabíjecího času, což v podmínkách železnice nemusí být technologicky obtížné, je tu požadavek na dodržení rozsahu pracovních teplot a ochranu před přepětím. Limitem je hlavně životnost akumulátorů, která je řádově „jen“ v tisících cyklů, a pak hlavně jejich hmotnost a cena. Akumulátor o kapacitě 1 000 Ah/750 kW (při 750 V napájení) složený z 235 článků má hmotnost 7 755 kg a jeho cena může být přes 8,2 mil. korun! Tedy zhruba tolik, kolik činí cena celého „ojetého“ železničního vozidla. K tomu se přidává poměrně zásadní otázka kam pak s ním.
„Při trvalém zatížení lithiové aku se životností zhruba 7 000 nabíjecích cyklů vydrží na jedno nabití zhruba hodinu a umožní s rezervou dojezd na 80 km,“ uvádí Jaroslav Novák. Podle Jiřího Pohla, druhého z přednášejících vzpomenuvších vozidla BEMU, existuje na recyklaci „vytěžených“ akumulátorů jeden elegantní recept. Zdroje, resp. jeho články, které už nemají kapacitu vhodnou pro použití ve vozidlech, mohou být znovu využity v jakýchsi kapacitních zásobnících elektřiny, které by posloužily na vykrytí energetických špiček ovlivněných obtížně regulovatelnými slunečními a větrnými zdroji energie. Podle něj takový typ stavby, jako je vyrovnávací elektrárna Dlouhé stráně v Jeseníkách, by už dnes postavit nešel, takže použité akumulátory tu představují jisté řešení.
Dvouzdrojovky nejsou nic nového
A to ani u nás. Jen o ně v oblasti kolejových vozidel takříkajíc není zájem či panuje nedůvěra, kterou ani odborníci neumějí vysvětlit. Podle Jiřího Pohla je to takový typický začarovaný kruh: výrobci je dovedou vyvinout a vyrobit, ale tvrdí, že o tato vozidla není ze strany dopravců zájem, naopak dopravci namítají, že „dvouzdrojovky“ nikdo nenabízí.
Dvouzdrojová vozidla jsou známa i ze silnice, kde je ovšem provází výše zmíněná nedůvěra. Například trolejbusy Ikarus – Škoda Tr 187.2 dodané v počtu dvanácti kusů pro systém městské hromadné dopravy v Szegedu umožňují dojezd na akumulátor 7 km, stejný rádius má Solaris Trollino 12 (s výzbrojí Škoda) dodaný do Landskorony.
A řešení na železnici? V Německu až do 90. let jezdilo 232 akumulátorových elektrických osobních jednotek ETA 150. Přitom měrná hmotnost olověných akumulátorů byla 3–4x větší než u lithia. Existuje zajímavý parametr a je jím měrná hmotnost zásob energie (v kg/kWh), která zjednodušeně udává, kolik váží palivo nebo jiný zásobník energie pohánějící vozidlo. V tomto bezkonkurenčně vede nafta (méně než 1 kg/kWh, cca 40x lepší než li-aku), naopak propadákem je olověný akumulátor (skoro 45 kg/kWh). Lithiová baterie (11 kg/kWh) vychází více než 3x lépe než olověné akumulátory a o něco lépe než třeba uhlí a voda u parní lokomotivy.
U nás hlavně elektrické lokomotivy s dieselem
Ani u nás se za vývoj dvouzdrojových kolejových vozidel nemusíme stydět. Jakýmsi (ovšem jen jednozdrojovým) předchůdcem byl už Křižíkův elektrický bateriový vůz, který se zkoušel na trati Praha – Zbraslav už počátkem minulého století, a pražské spojky dlouhá léta ovládaly elektrické akumulátorové lokomotivy nabíjené v napájecí stanici Křenovka. Ze současnosti a nedávné minulosti čtenáři budou znát prototyp akumulátorové posunovací lokomotivy A 219.0001 z ČKD z roku 1993, posunovací 199 nebo třeba upravenou 103.001 (1958/1998 Škoda). Na Ostravsku fungují stroje A 315 a 415 ve vlečkové dopravě.
Zmínit bychom měli i dvouzdrojová vozidla elektřina/diesel. Dvouzdrojové trolejbusy (elektřina/diesel) jsou známy z Hradce Králové, Plzně, Mariánských Lázní a Českých Budějovic. Elektrická lokomotiva s dieselagregátem 718.501 (TA 436.0501, ČKD 1986) sloužila v Olomouci – na spalovací motor a akumulátor mohou jezdit posunovací stroje řad 796, 799. Na jihu Čech společnost ČD Cargo po řešení elektrická lokomotiva řady 210 + bateriový vůz Daa (od roku 1991) nyní využívá už kompaktní lokomotivy KoBeKo (s pomocným spalovacím motorem) řady 218.028 (od 2010) a 218.102 vyvinuté a vyrobené v českobudějovickém Středisku oprav kolejových vozidel.
FINANČNÍ VÝHODY
Jaký je finanční efekt zavedení dvouzdrojových vozidel oproti dieselům? Výrazně nižší cena elektrické energie (12 Kč/km oproti 48 Kč/km) umožňuje dosáhnout na nižší poplatek za dopravní cestu u elektrické trakce. Dále jsou to možnost rekuperace, vyšší účinnost komponentů pohonného řetězce a nižší hladina hluku. Nejsou třeba technologie nutné pro provoz spalovacího motoru (chlazení) a odpadá volnoběžná spotřeba. Otázkou ale je, zda budou železniční tratě, které využívají dieselovou vozbu, v kontextu s elektrifikací hromadné silniční dopravy za nějakých 20–40 let vůbec životaschopné.
Další články této rubriky
Na obnovu tratí a stanic příští rok půjde bezmála 63 miliard korun
15.12.2024 - Správa železnic bude mít příští rok na obnovu tratí a stanic k dispozici 62,7 miliardy korun, tedy téměř o miliardu víc než letos. Rekordních 39,3 mld. půjde na investice, díky tomu odstartuje například modernizace důležitého… »
V olomouckém depu ČD vylaďuje podvozky vozů nový měřicí lis
15.11.2024 - České dráhy investují nejen do modernizace vozidlového parku, ale i do údržbové a servisní základny. Investice jdou i do vybavení stávajících středisek údržby. V olomouckém depu pracují technici s novinkou, která zajišťuje… »
Na Dni dodavatelů se řešila kvalita i termíny dodávek
10.11.2024 - České dráhy v říjnu uspořádaly další setkání s výrobci nových vlaků, zástupci opravárenských firem i dodavateli náhradních dílů. Už 4. ročník Dne dodavatelů se zaměřil především na kvalitu a termíny dodávaných vozidel… »