EU version

AC/DC na české železnici, ČR musí vybrat z katalogu alternativ

AC/DC na české železnici, ČR musí vybrat z katalogu alternativ
foto: RAILTARGET/Stadler na InnoTrans 2024
31 / 01 / 2025

V rámci plánu EU na snižování emisí je vyvíjen tlak na aplikaci alternativních pohonů. V České republice se nabízí hned několik variant řešení. Jaká z nich ale bude nejefektivnější se musí určit podle konkrétních předpokladů trati.

Elektřina a baterie, nejsnadnější alternativa

Jedinou zprovozněnou alternativou ke spalovacím motorům na železnici je aktuálně pohon Electric Multiple Units (EMU). Jedná se o vlaky jezdící na elektrifikovaných tratích, které využívají právě elektrickou energii z rozvedených elektrických vedení (OLE). S touto variantou je spojený velký počáteční náklad, jelikož je nutné vystavět právě zmíněné vedení, je proto efektivní zejména na frekventovaných tratích. Oproti dieselu ale přináší značnou ekonomickou výhodu ze dvou důvodů. Zaprvé má tato energie vyšší efektivity, zadruhé náklady spojené s údržbou jsou poměrně nízké.

Příbuznou variantou, která se u nás aktuálně zvažuje nejvíce pro náhradu dieselových vlaků v úsecích bez plné elektrifikace jsou bateriové vlaky, tedy Battery-Electric Multiple Units (BEMU). Tyto vlaky se v elektrifikovaných úsecích mohou napojit na vedení, v úsecích bez něj pak jedou na vlastní Li-ionovou baterii, která se z vedení na elektrifikovaných úsecích nabíjí.

Jejich nevýhodou je, že je nutné je nabít několikrát denně. To bude možné za pomoci již existujících elektrifikovaných tratí. Na většině úseků by ale bylo nutné přistavět další stanice, ve kterých by se baterie dobíjely. Tento systém se pak u nás nazývá „prostá elektrizace“, v Německu používají pojem „electrification islands“ („elektrifikační ostrovy“).

 RAILTARGET

Alternativa vodíku má své háčky

Alternativu pohonu by mohl tvořit také vodík. Ten má aktuálně dvě využitelné podoby. První z nich je Hydrogen Multiple Units (HMU). Tento typ pohonu nevyužívá OLE a funguje tak zcela samostatně. Má vlastní palivový článek, palivem je pak uložený vodík, který by měl vystačit na den provozu vlaku. Dočerpává se také poměrně rychle, ale nevýhodou je nutná výstavba doplňovacích stanic.

Vodík je navíc poměrně náročný na logistiku, což se podepisuje také na jeho ceně. Je nutné jej vyrobit, za specifických podmínek dopravit do stanic určených pro doplnění nádrže vlaku. Efektivita vodíku je o poznání menší než využití elektrifikovaných tratí. Pokud by byl vodík vyráběn po dobu 6 měsíců v roce fotovoltaicky a v zimních měsících by byla produkce doplněna elektrolýzou ze sítě dle energetického mixu, je celková emise CO2 o 15 % nižší než v případě elektrizace.

Vedle HMU existuje ale také HEMU, Hydrogen-Electric Multiple Units, které je schopné se napojit v elektrifikovaných úsecích na síť, využívat elektrickou energii a v neelektrifikovaných úsecích pak využívá vodík stejně jako HMU. To značně šetří spotřebu vodíku. Právě jeho cena je zádním záporem, jelikož je nad úrovní cenových ambicí Evropské unie pro obnovitelný vodík.

RAILTARGET

AC/DC trilema brzdí alternativy

U všech zmíněných alternativ, které obsahují funkci napojení na elektrifikovaných úsecích se navíc objevuje další komplikace. V České republice jsou aktuálně dva druhy trakčního vedení. Stejnosměrný DC s 3kV je typický zejména pro sever ČR. Studií  společnosti Sudop Praha a Sudop Brno bylo doporučeno, aby se do budoucna přešlo střídavý napájecí systémem AC s 25kV, 50Hz, který je běžný ve zbytku země.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Studie totiž zjistila, že DC trpí řadou nevýhod. Má nižší přenosovou schopnost, není možné u něj vracet proud například při brždění zpět do distribuční sítě, což u AC lze a spoří asi 30% energie. Navíc poškozuje konstrukce na trati, trpí tzv. problémem bludných proudů, problémy způsobuje také vozidlům.

Systém by se měl sjednotit v roce 2045. Zůstává tedy otázkou, jak přizpůsobit nové vozy a alternativní pohony. Stejnosměrné DC totiž u nás tvoří asi polovinu elektrifikovaných tratí, a to na nejdůležitějších koridorech. Obsluhuje tak větší část osobní i nákladní dopravy. Existují tři východiska:

• pořídit DC-kompatibilní BEMU a za několik let je nákladně nahradit či přestavět

• pořídit tzv. dualizované jednotky, tj. BEMU kompatibilní s DC i AC systémy, které představují investičně nejnáročnější variantu s nejnižší kapacitou baterií a dojezdem

• odložit nasazení BEMU po dokončení konverze v dané lokalitě a poté pořídit AC kompatibilní jednotky.

 

O tom, který z alternativních pohonů je vhodný k nahrazení dieselových lokomotiv na určitých úsecích je nutno rozhodnout podle podmínek přímo na dané trati. Studie, kterou vypracovala společnost ÚJV Řez a.s. uvádí, že alternativní pohony jsou konkurenceschopné a racionálně aplikovatelné na českých tratích.

Zdroje:

ÚJV Rež tz

Regional hydrogen trains on Czech railways. Project TO01000324

Tagy