Technické inovace strukturálních subsystém železni ního systému Ji í Pohl, Siemens, s.r.o.

Transkript

1 Technické inovace strukturálních subsystém železni ního systému Ji í Pohl, Siemens, s.r.o. VUT FD, siemens.cz/mobility Dv podoby komunikace Komunikace má dv formy: - p enos informací (telematika), - p enos osob a v cí (doprava). P enos informací zaznamenal v pr b hu posledních let zásadní pokrok. Informace se poda ilo odd lit o hmoty (papíru, filmu, ) a jsou p enášeny formou kombinace nul a jedni ek v elektromagnetickém poli. V podobn mobilních telefon, internetu a dalších forem se moderní informa ní technologie rychle rozší ily po celém sv t. Fyzikální podmínky jsou p ízniv : - informace se v elektronické podob ši í rychlostí sv tla, - spot eba energie je zcela minimální, - není pot eba budovat liniové stavby (sta í bodové). Rychlým, kapacitním a levným p enosem informací je pokryto celé území. Page 2

2 Doprava Druhou formu komunikace, dopravu osob a v cí, odd lit od hmoty nelze. Fyzikální podmínky jsou mén p ízniv : - rychlost dopravy osob a v cí je ve srovnání rychlostí ší ení elektronických informací mnohonásobn nižší, - spot eba energie je vlivem odporu prost edí zna ná a roste s druhou mocninou rychlosti, - je nutno budovat nákladné liniové stavby. Ve 2. století byl p enos informací na srovnatelné technické úrovni s dopravou. V 21. století p edstihla technická úrove informa ních technologií technickou úrove dopravy. Lidé logicky p edpokládají, že zaostávající doprava též projde podobnou revolucí. V zásad mají pravdu. Sou asná podoba dopravy je neudržitelná. Page 3 Pot ebnost dopravy k rozvoji polycentrické struktury osídlení Minulost 95 % obyvatelstva pracovalo v zem d lství, docházková vzdálenost na pole ur ila historickou strukturu osídlení (systém vesnic a malých m st) Sou asnost 2 % obyvatelstva pracuje v zem d lství Výhoda z rozsahu vede ke koncentraci veškerých lidských aktivit (výroba, služby, vzd lání, zdravotnictví, kultura, sport, ) do velkých m st a jejich okolí Výsledkem je polarizace spole nosti: vznikla bohatá, p elidn ná, vzd laná, mladá, zam stnaná a rozvíjející se m sta (v etn jim p ilehlého venkova), vznikl chudnoucí, postupn vysidlovaný, mén vzd laný, stárnoucí, málo zam stnaný a celkov upadající odlehlý venkov (v etn jemu p ilehlých m ste ek). Hranicí mezi blahobytem a chudobou je izochrona denního dojížd ní do velkých m st. Page 4

3 Polycentrická struktura osídlení Cíl: zapojit celé území do systému tvorby a spot eby hodnot Výrazným nástrojem harmonického územního rozvoje je p echod od monocentrické k polycentrické struktu e Podmínka: kvalitní mezim stská doprava Page 5 Energetická náro nost mobility P enos informací moderními elektronickými technologiemi má velmi vysokou rychlost a nízkou energetickou náro nost. Proto se m že rozvíjet velmi intenzivn i na velké vzdálenosti do odlehlých území (mobilní telefonní sít, internet, ) Doprava osob a zboží po rozsáhlejším území však naráží na dva limity: asovou náro nost (nep ímo úm rnou rychlosti: T = L / v), energetickou náro nost (úm rnou druhé mocnin rychlosti: A = L. k. v 2 ) Avšak lidská spole nost pot ebuje takové formy mobility, které jsou: rychlé, energeticky nenáro né. zadání (spole enská poptávka): jezdit rychle a p itom energeticky nenáro n Realita: - jezdíme pomalu a s vysokou energetickou náro ností, - 97 % energie pro dopravu tvo í v R ropné produkty a jejich náhražky. Page 6

4 D sledky spalování fosilních paliv (skleníkový efekt) Zákon zachování energie: splujeme uhlí, naftu a zemní plynu, abychom mohli využít jejich energii ke svému prosp chu. Zákon zachování hmoty: uhlík obsažený v uhlí, naft a zemním plynu se t žbou a spalováním neztratí, jen se st huje v podob CO 2 z podzemí do ovzduší. => vlivem spalování fosilních paliv roste koncentrace CO 2 v zemském obalu. Zemská atmosféra má tepeln izola ní schopnost. P es noc uchovává teplo, vytvo ené v pr b hu dne slune ním zá ením. CO 2 z, podobn jako ostatní skleníkové plyny, propoušt jí na zemi slune ní zá ení, ale absorbují tepelné zá ení vycházející ze zem do vesmíru. Nejde jen o r st st ední teploty, ale o r st výkyv po así (p írodní katastrofy). Ovzduší (rok 18): 3 5 miliard t CO 2 koncentrace,28 výchozí teplota Ovzduší (rok 215): 5 miliard t CO 2 koncentrace,4 výchozí teplota + 1 C Page 7 Nástroje dekarbonizace M rná uhlíková stopa jednotlivých uhlovodíkových paliv se pon kud liší v závislosti na pom ru uhlíku a vodíku v jejich struktu e, avšak rozdíly nejsou velké: - istý (1 %) uhlík,4 kg CO 2 /kwh - uhlí,36 kg CO 2 /kwh, - ropné produkty cca,27 kg CO 2 /kwh, - zemní plyn zhruba,21 kg CO 2 /kwh. Zásadní cesta ke snížení produkce oxidu uhli itého proto není v náhrad jednoho druhu fosilního paliva jiným druhem fosilního paliva, ale v kombinaci dvou krok : - zvýšení energetické ú innosti (snížení spot eby energie), -zvýšení podílu obnovitelných zdroj (snížení podílu fosilních paliv). Realita: telené stroje pracují s ú inností kolem 3 %, tedy spot ebují zhruba t ikrát více energie paliva, než kolik využijí k p em n na práci. Page 8

5 Evropská politika v oblasti klimatu a energetiky erven 218: Evropský parlament a Evropská rada zp ísn ní cíl v oblasti energetiky a ochrany klimatu do roku 23: - zvýšit podíl obnovitelných zdroj na 32 %, - zvýšit energetickou ú innost o 32 %. zdroje energie (%) politika EU v oblasti energetiky a klimatu do roku 23 ER EP celkm zdroje fosilní zdroje výchozí spot eba cílová spot eba spot eba energie (%) Motivace k dosažení cíl - pozitivní podpora z ve ejných zdroj, dotace, - negativní zákazy, pokuty, sankce Rok 218: tržní cena emisní povolenky vzrostla na 4 % z,15 K /kg CO 2 na,6 K /kg CO 2. Zavládlo zd šení: ono se to s tou dekarbonizací myslí vážn. Ano, myslí se to vážn. Page 9 Podíl dopravy na spot eb energie R pat í k zemím s velmi vysokou spot ebou energie na obyvatele a s velmi vysokou produkcí oxidu uhli itého na obyvatele. Produkcí 11 t CO 2 /osoba/rok p evyšujeme nejen pr m r sv ta, ale též pr m r EU i ínu. Omlouváme to tvrzením, že jsme pr myslovou zemí. Pr mysl se ale na spot eb energie nepodílí sám: pr mysl se v R na kone né spot eb energie podílí 29,7 %, doprava se v R na kone né spot eb energie podílí 27,2 %. produkce CO2 (t/osoba /rok) produkce CO 2 (rok 215) 11,1 7,4 6,2 4,4 sv t EU ína R struktura kone né spot eby energie v R 216 pr mysl doprava domácnosti služby ostatní 28,% 12,3% 2,8% 29,7% Page 1 27,2%

6 Energie pro dopravu v R Realita vývoje kone né spot eby energie v R: - spot eba energie pro pr mysl je stabilizovaná (i p i r stu HDP neroste) - spot eba energie pro dopravu roste poslední t i roky tempem +4 %/rok => trend: v roce 219 se v R doprava stane nejv tším spot ebitelem energie spot eba energie (mld. kwh/rok) pr mysl doprava domácnosti služby ostatní pr m. Extrap. dopr. Extrap. dom. extrap služby extrap. ost. Extrap. 34% 32% 3% 28% 26% 24% 22% 2% 18% 16% 14% 12% 1% 8% 6% 4% 2% % Page 11 struktura kone né spot eby energie v R letopo et (rok) Energie pro dopravu Spot eba energie pro dopravu iní v R 18 kwh/obyvatele/den. fosilní paliva 91 % (zajiš ují 77 % p epravních výkon ), biopaliva 6 % (zajiš ují 5 % p epravních výkon ), elekt ina 3 % (zajiš uje 18 % p epravních výkon ). R: struktura energií pro dopravu spot eba energie p epravní výkon 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % fosilní paliva biopaliva elekt ina Page 12

7 Stav techniky Energie, kterou lidstvo získává spalováním fosilních paliv za celý rok (116 bilion kwh) dodává Slunce Zemi každých 4 minut. Bez globálních exhalací, nevratn m nících klima. Bez lokálních exhalací, poškozujících lidské zdraví. Technická ešení pro bezemisní energetiku již jsou k dispozici a krom environmentálních p edností získávají i ekonomickou p evahu stávají se nejlevn jšími zdroji energie. LCOE (USD/MWh) Lazard: Vývoj cen elektrické energie (LCOE) jádro uhlí paroplyn vítr foto letopo et (rok) Page 13 investice do obnovitených zdroj (K /obyvatele /rok) Investice do obnovitelných zdroj (217) zdroj: Bloomberg New Energy Finance sv t R Energetika dopravy Nejvíce používáme ty dopravní módy (osobní automobilová doprava, nákladní automobilová doprava), které jsou: vysoce náro né na spot ebu energie, siln závislé na fosilních palivech a proto intenzivn produkují oxid uhli itý, zp sobující nevratné klimatické zm ny (globální exhalace), produkují zdraví škodlivé látky (lokální exhalace). Ke snížení energetické náro nosti dopravy (a tím i k poklesu globálních exhalací i lokálních exhalací vedou dv cesty: uplatn ním nových technologií v rámci daného druhu dopravy (intramodální úspory), p evodem dopravy na mén energeticky a klimaticky náro né dopravní módy (extramodální úspory). Page 14

8 Doprava osob v Praze Podíl na p epravních výkonech metro tramvaje autobusy železnice IAD Podíl na spot eb energie metro tramvaje autobusy železnice IAD 22% 2% 3% 6% % 51% 12% 2% 12% 88% Jedna polovina cestujících spot ebuje 12 % energie, druhá polovina ob an spot ebuje 88 % energie. Výrok lipského soudu: lov k má právo na dopravu, nikoliv na použití ur itého dopravního prost edku. To mu m že být zakázáno. Page 15 Nejen globální, ale i lokální exhalace Spalovací motory automobil produkují krom oxidu uhli itého, který zp sobuje nevratné zm ny klimatu a které p sobí globáln, též další látky, které poškozují zdraví obyvatelstva. Výsledky šet ení Ústavu experimentální medicíny Akademie v d R (Prof. Radim J. Šrám jsou závažné): snaha snížit spot ebu paliva spalováním p i vysokých teplotách vede k oxidaci vzdušného dusíku a vzniku vysoce toxického NO 2, snaha snížit množství hrubých p i zkouškách kontrolovaných hrubých prachových ástic PM 1 (velikost 1 m) vede k vysoké produkci p i zkouškách nekontrolovaných jemných prachových ástic PM 2,5 a PM 1 (velikost 2,5 m a 1 m). Tyto ástice pronikají sliznicemi do krevního e išt lidského t la (analogie:místo ízk jíme karbanátky), na jemné prachové ástice se váží další polutanty ho ení - polyaromatické uhlovodíky (PAH), zejména benzo (a) pyren, které a podporují vznik ady vážných chorob všech v kových skupin obyvatelstva. => Protesty obyvatelstva proti intenzivní automobilové doprav jsou opodstatn né a oprávn né. Page 16

9 Doprava osob v Praze Podíl na produkci CO 2 metro tramvaje autobusy železnice IAD Podíl na produkci zdraví škodlivých látek metro tramvaje autobusy železnice IAD 5% 6% 7% 6% 1% 83% Podporovat sou asnou extenzivní podobu individuální automobilové dopravy výstavbou dalších komunikací, tunel a okruh i dalších parkovacích míst by bylo hrubou politickou chybou. 93% Page 17 Udržitelná multimodální mobilita: nikoliv konkurence, ale kooperace dopravních mód Každý dopravní systém je pot ebné používat v oblasti p evažujícího p sobení jeho výhod, nikoliv v oblasti p evažujícího p sobení jeho nevýhod: - poloprázdný autobus i vlak je vhodné nahradit automobilem. - dálnici plnou automobil má logiku nahradit vysokorychlostní železnicí volba optimálního dopravního systému železnice vysokorychlostní železnice p šky, kolo automobil autobus p epravní proud (osob/h) Page 18

10 Základní principy udržitelné bezemisní multimodální mobility (1): pohon Úplný odklon od používání jakýchkoliv spalovacích motor : - vysoká energetická náro nost (2/3 energie paliva se m ní ve ztrátové teplo), - produkce oxidu uhli itého zp sobuje nežádoucí nevratné zm ny klimatu, - produkce jedovatých emisí vážn poškozuje lidské zdraví, - absence rekupera ního brzd ní (neschopnost využívat kinetickou a potenciální energii). výhradní použití elektrické vozby - kombinace liniového napájení (silné p epravní proudy) a akumulátorového napájení (slabé p epravní proudy), - vazba na intenzivní pokrok v lithiových akumulátor i liniového napájení (m ni ové trak ní napájecí stanice, inteligentní sb ra e), - vazba na intenzivní pokrok v oblasti elektrických trak ních pohon (motory, m ni e, ízení). Page 19 Od 2. století k 21. století: Moderní lithiové akumulátory pro osobní automobily již mají osminásobn v tší m rnou energii, než olov né 25 Vývoj elektrochemických akumulátor m rná energie (kwh/t) Ni CD Pb Li Fe PO4 Li Mn Ni Co C Page 2

11 Základní principy udržitelné bezemisní multimodální mobility (2): ízení vozidel Úplný odklon od manuálního ízení jakýchkoliv vozidel: Technicky principiáln zvládnuto (Pr mysl 4.: lidem tvo ivou práci, stroj m opakovanou práci), nyní ve fáze validace. Motivace: - ve ejná hromadná doprava: optimalizace provozní koncepce a jízdních ád bez ohledu na dostatek idi, mzdové náklady a zákoník práce, - individuální doprava: zp ístupn ní automobil všem vrstvám obyvatelstva bez ohledu na jejich v k, zdraví a schopnosti (autonomní automobil si p ijede pro každého kamkoliv a kdykoliv). => není nutno plýtvat ve ejnou hromadnou dopravou v oblastech slabé p epravní poptávky odstran ní nehod zp sobených nešikovností, nepozorností a nekázní idi, aktivní využití asu stráveného cestováním (není pot eba ztrácet as ízením) vznik nové kategorie ve ejná individuální doprava (bezobslužné taxi) Page 21 P íklad: autonomní tramvaje Trendy: - lidé cht jí, aby tramvaje jezdily v krátkých intervalech (p i p eprav na krátké vzdálenosti je doba ekání na tramvaj srovnatelná s dobou jízdy tramvají), - lidé si p ejí nízké jízdné, ale mzdové náklady jsou podstatným nákladem m stské hromadné dopravy. Strojvedoucí rychlovlaku p epraví za hodinu 5 osob na vzdálenost 2 km, idi tramvaje p epraví za hodinu 5 osob na vzdálenost 2 km produktivita jeho práce je 1 nižší, - mladí lidé necht jí vykonávat náro né a odpov dné povolání idi e vozidel MHD. Postupim, zá í 218: sv tová premiéra autonomní tramvaje. Praha, Brno, Olomouc, 22X: b žný rutinní provoz Page 22

12 Základní principy udržitelné bezemisní multimodální mobility (3): vlastnictví vozidel Úplný odklon od vlastnictví jakýchkoliv vozidel: Automobil (elektrický, autonomní) nikoliv jako majetek, ale jako služba, jako jedna z moha aplikací na mobilním telefonu. Viz Aristoteles: bohatství není ve vlastnictví, ale v užití Nevýhody privátního vlastnictví automobil : -pr m rný automobil je v R využívám denn jen 24 minut (1,7 % asu), zbývajících 23 hodin a 36 minut denn jen p ekáží a ztrácí svojí hodnotu, - každý zaparkovaný automobil p edstavuje zhruba rok zbyte n vynaložené práce n jakého lov ka, - velká prostorová náro nost parkování (mnohé parkovací pozemky mají vyšší hodnotu, než automobil, které na nich stojí). p ichází vítaná možnost vrátit m st m atraktivní plochy, dosud do asn obsazené parkujícími automobily, významný r st produktivity práce a efektivnosti investic možnost zkrácení pracovní doby, delší dovolené a podobn. V nujme se rodin, ne majetku. Page 23 Základní principy udržitelné bezemisní multimodální mobility (4): p irozená preference hromadné dopravy Ve sm rech silných a pravidelné dopravy je logická orientace na ve ejnou hromadnou dopravu, zejména kolejovou. Výhody hromadné dopravy jsou zásadní: - násobn nižší energetická náro nost, - výrazn vyšší dosažitelná rychlost (dlouhá štíhlá vozidla), - výrazn vyšší dosažitelné pohodlí (vetší prostor), - lepší využití asu stráveného cestováním, - vyšší efektivita využívání investic do dopravních prost edk => individuální dopravu používat ve sm ru slabých a nepravidelných p epravních proud (tam a jenom tam) Page 24

13 Základní principy udržitelné bezemisní multimodální mobility (5): kooperativnost a komplementárnost Nikoliv konkurence, ale vzájemná spolupráce jednotlivých druh dopravy: - jednotlivé druhy dopravy aplikovat tam, kde vyniknou jejich výhody, nikoliv jejich nevýhody, - princip první a poslední mile (individuální dopravou k hromadné doprav, individuální dopravou od hromadné dopravy, - využití moderní telematiky pro asovou a prostorovou návaznost jednotlivých druh dopravy (komfortní p estupy) Page 25 Od konkurenceschopnosti ke kooperaceschopnosti Díky rozvoji techniky roste životní úrove, lidská spole nost se kultivuje. Všeobecný r st blahobytu již lidem umož uje spokojen žít i bez toho, že by museli s n kým bojovat a ni it ho. Není as na hrdinství. => cen nou vlastností již není um t n komu konkurovat, porazit ho. => cen nou vlastností je kooperativnost, um t se zapojit do procesu spole né tvorby a spot eby hodnot. => cen nou vlastností je i komplementárnost nabídnout n co jiného, doplnit nabídku ostatních a novou hodnotu. Je pot eba v as rozpoznat, co bude spole nost pot ebovat, a um t ji to nabídnout. Page 26

14 Disruptivní inovace osobních automobil Automobily nyní procházejí trojící zásadních inovací: - náhrada pohonu spalovacím motorem pohonem elektrickým P elomový výrok lipského soudu: právo na zdraví je nad azeno právu na použití ur itého dopravního prost edku emisní vozidla lze zakázat, - náhrada nezabezpe eného manuálního ízení (SIL ) zabezpe eným automatickým ízením lidem bude z bezpe nostních d vod zakázáno ídit automobily, - náhrada vlastnictví automobilu službou automobil jako aplikace na mobilním telefonu lidé nebudou automobily vlastnit, ale budou je užívat (spontánní vznik segmentu ve ejné individuální dopravy). Do výzkumu, vývoje a realizace t chto trend jsou zapojeny miliony velmi kreativních technik z pr myslu po celém sv t a investovány stovky miliard USD/EUR. Je reálné o ekávat úsp šnost t chto vývojových trend. Page 27 Pozitivní p ínos restrikce: Na ízení Evropského parlamentu a rady. 443/29 V rámci ochrany klimatu je požadováno, aby nové osobní automobily od roku 22 plnily limit uhlíkové stopy 95 g CO 2 /km, což odpovídá spot eb nafty 3,6 litr/1 km P i p ekro ní této hodnoty (pr m r za všechna vyráb ná vozidla) bude pokutována ástkou 95 EUR/g (tedy v p epo tu 65 K za 1 litr/1 km nad limit 3,6 litr/1 km) sankce (EUR/v z) sankce za uhlíkovou stopu (EU 443/29) jmenovitá uhlíková stopa (g/km) sankce (K /v z) sankce za uhlíkovou stopu (EU 443/29) , 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 7,5 8, jmenovitá spot eba nafty (litr/1 km) Page 28

15 Pozitivní p ínos restrikce: Na ízení Evropského parlamentu a rady. 443/29 Exhalace jsou hodnoceny za celou flotilu ro ní produkce automobil. Aby mohly automobilky nadále vyráb t a prodávat trhem požadované automobily se spalovacími motory, p ekra ující limit 95 g CO 2 /km, musí do celkové produkce za adit odpovídající po et bezemisních vozidel elektromobil. P íklad: Konven ní automobily se spot ebou 4,9 litr/1 km (uhlíková stopa 13 g CO 2 /km) mohou tvo it jen 73 % ro ní produkce, zbývajících 27 % musí být elektromobily (s uhlíkovou stopou g CO 2 /km):, g CO 2 /km +,27. g CO 2 /km = 95 g CO 2 /km Proto automobilový pr mysl tak intenzivn investuje do zahájení velmi po etné sériové výroby elektrických automobil v roce 22. P íklad: koncern VW p id lil továrn v Mladé Boleslavi 5 miliard K na p estavbu výroby na produkci elektrických automobil a komponent pro n (akumulátory, trak ní motory, ) i na vybudování infrastruktury pro nabíjení. Jen v Mladé Boleslavi v roce 219 bude z ízeno 4 5 zásuvek, na 1 obyvatel jedna. Page 29 Elektromobily V R je používán automobil p edevším na krátké cesty: - pr m rná p epravní vzdálenost: 32 km, - pr m rný denní prob h: 29 km ( tedy mén, než jedna jízda denn ), - pr m rné denní využití: 24 min (tedy 23 hodin a 36 minut lze využít k nabíjení), - cca 95 % jízd je na vzdálenost do 12 km. T mto požadavk m sou asné elektromobily pln vyhoví. Pro pr m rný denní prob h 3 km je pot ebné doplnit energii 6 kwh, což umožní i b žná zásuvka 23 V / 16 A za dv hodiny v pr b hu no ního spánku uživatele automobilu. Nebo p i ekání na parkovišti P + CH + R. Sta í vybavit všechna místa, kde automobily b žn parkují (zejména po delší dobu), tedy u obytných budov, v zam stnání, na ve ejných prostranstvích oby ejnými nabíjecími zásuvkami nízkého výkonu. A ty inteligentn ídit. Nabíjecí zásuvka je mnohonásobn levn jší, než pozemek pro parkovací místo. Page 3

16 Denní režim osobního automobilu v R Automobil je v R využíván jen 1,7 % denn má smysl zdržovat jeho uživatele nabíjením v této dob? Není rozumn jší nechat automobil, a se v klidu nabije v dob parkování? Má na to 23 hodin a 35 minut. po et osobních automobil v R 5 38 voz ro ní p epravní výkon osobních automobil v R os km/rok st ední obaszení osobního automobilu 1,3 os/v z ro ní b h osobního automobilu km/rok ro ní b h osobního automobilu 29 km/den cestovní rychlost 7 km/h denní doba cesty :24 hh:mm denní doba parkování 23:35 hh:mm využití automobilu 1,7 % parkování automobilu 98,3 % st ední využití osobního automobilu v R :24 Schopnost erpat energii ( a ztrácet p i tom lidský as) nikoliv v dob obsazení vozidla, ale v dob jeho parkování, je zásadní výhodou elektrického automobilu proti automobilu konven nímu. denní doba cesty denní doba parkování Page 31 23:35 Obnovitelné zdroje pro elektrické automobily Ú innost FV lánk je zhruba 2 krát vyšší, než ú innost p em ny energie slunce na energii metylestru epkového oleje (16 % versus,8 %). Metylester epkového oleje je navíc aplikován ve spalovacích motorech, které jej vyžijí jen z jedné t etiny. Ve výsledku je FV elektrárna 6 krát efektivn jší, než p stování epky. epka je v R p stována na 4 ha, do nafty se p idává 6 % metylesteru epkového oleje. Pro pokrytí ro ní spot eby pr m rného automobilu v R sta í 12 m 2 FV lánk. Energii pro 5,3 mil. elektromobil dokáže zajistit FV elektrárna na rozloze 9 2 ha. Z ízení FV elektráren na libovolné nepot ebné ploše odpovídající 2,3 % osevné plochy epky zajistí výrobu elekt iny pro 1 % náhradu osobních automobil v R elektromobily. Zbývající epková pole lze zalesnit, metylester epkového oleje nebude pot eba. Page 32

17 Použití povrchu karoserie automobilu k FV výrob elekt iny (tišt né perovskitové lánky) => od kv tna do srpna se FV elektromobil sta í na pr m rný denní dojezd automobilu v R (29 km) nabít ze své karosérie nepot ebuje nabíjení ze sít dojezd (km) denní dojezd elektromobilu p i povrchovém nabíjení 6 m2 p m rný automobil v R FV denní dojezd st ední denní FV dojezd as (m síc) Page 33 Použití povrchu karoserie automobilu k FV výrob elekt iny (tišt né perovskitové lánky) => tvrt hodiny slune ního svitu na zaparkovaný FV elektromobil sta í na 1 km následné jízdy rychlostí 1 km/h nep ímé solární napájení 6 m2: doba nabíjení sluncem pro následnou jízdu doba nabíjeni (hh:mm/km) :2 :18 :16 :14 :12 :1 :8 :6 :4 :2 : jízda potm jizda za slunce rychlost jízdy (km/h) Page 34

18 Budoucí podoba železnice Automobily svojí budoucnost našly a automobilový pr mysl intenzivn pracuje na jejím uskute n ní. Jakou roli o ekává spole nost od železnice? Jakým zp sobem se železnice dokáže zapojit do bezemisní udržitelné multimodální mobility? Page 35 Je rozumné vnímat více souvislostí. Cílem je udržitelná multimodální mobilita: Udržitelné osídlení, Udržitelná mobilita, Udržitelná energetika, Udržitelné klima, Udržitelné životní prost edí, Udržitelé pracovní síly, Udržitelná ekonomika. Page 36

19 ízení výb ru dopravního módu intenzitou p epravy Slabá p epravní poptávka: preference minimálních investi ních náklad (i za cenu dražšího provozu). Silná p epravní poptávka: preference minimálních provozních náklad (i za cenu dražších investic). struktura náklad dopravních systém investi ní náklady m rné provozní náklady 1,,8,6,4,2, silnice Page 37 železnice vysokorychlostní železnice Základní princip multimodální mobility: optimální pom r fixních (investi ních) a variabilních (provozních) náklad celkové náklady na dopravu (sm rné hodnoty) IAD bus CR železnice HS železnice p epravní proud (osob/den) Page 38

20 Nikoliv konkurence, ale kooperace dopravních mód Poloprázdný autobus i vlak je vhodné nahradit automobilem. Dálnici plnou automobil má logiku nahradit vysokorychlostní železnicí volba optimálního dopravního systému vysokorychlostní železnice železnice autobus automobil p šky, kolo p epravní proud (osob/h) Page 39 Modernizované trat a nová vozidla zvýšily atraktivitu p epravní nabídky dálkové železni ní dopravy index (%) cestování železnicí z Prahy a do Prahy (rok 21: 1 %) St edo eský a Praha 42 4 Jiho eský 38 Plze ský 36 Karlovarský 34 Ústecký 32 3 Liberecký 28 Královéhradecký 26 Pardubický Vyso ina 2 Jihomoravský 18 Olomoucký 16 Zlínský Moravskoslezský 1 celkem 8 6 mimo S a Prahu letopo et (rok) Page 4

21 Chování obyvatelstva v R: autem na blízko, vlakem na v tší vzdálenost. Pot ebují ob ané R další dálnice, nebo spíš parkovišt P + R u nádraží? souvislost rozvoje automobilizace se zp sobem použití železnice po et automobil IAD st ední p epravní vzdálenost IAD st ední p epravní vzdálenost železnice po et automobil (v z) letopo et (rok) St ední p epravní vzdálenost: automobil stagnace na hodnot 32 km, železnice r st ze 37 km k hodnot 5 km Page 41 st ední p epravní vzdálenost (km) Autem na vlak: ím mají lidé více automobil, tím více jezdí vlakem souvislost stupn automobilizace s podílem železnice stupe automobilizace podíl železnice na p epravních výkonech stupe automobilizace (%) , letopo et (rok) 7,6 7,4 7,2 7, 6,8 6,6 6,4 6,2 6, 5,8 podíl železnice na p epravních výkonech (%) Page 42

22 Lidé necht jí d lat to, co nemají rádi Negativní motivace je velmi silná: a) lidé neradi dlouho ekají, b) lidé neradi dlouho ídí auto. Rozhodovací proces ob an je logický a jednoduchý: a) než se kodrcat zastávkovou ve ejnou hromadnou dopravou s dlouhými intervaly a s p estupy na nádraží, tak tam rad ji dojedu za pár minut autem. Poslouží mi i jako ekárna do p íjezdu vlaku. b) než se otravovat, unavovat a roz ilovat n kolikahodinovým ízením auta, to si rad ji ve vlaku pospím, zabavím i pracuji. Ale musí ten vlak být rychlý a musí garantovat kvalitu. Page 43 Avšak pozor: zejména rozlišná kvalita infrastruktury vede k velkým rozdíl m mezi jednotlivými kraji cestování železnicí z/do Prahy 217 kraj osob/den Jiho eský 4 5 Plze ský 3 55 Karlovarský 1 16 Ústecký Liberecký 454 Královéhradecký 2 62 Pardubický 7 93 Vyso ina Jihomoravský Olomoucký Zlínský 2 38 Moravskoslezský celkem p eprava (osob/den) cestování železnicí z Prahy a do Prahy 217 Page 44

23 Je pravdivý výrok: hustá železni ní sí p ináší státu bohatství? EU 214 stát délka žel. sít km/mil. obyv HDP PPS/obyv Belgie eská republika Dánsko 35 1 Finsko Francie Irsko Itálie Lucembursko Ma arsko N mecko Nizozemí Polsko Portugalsko Rakousko ecko Slovenská republika Spojené Království Špan lsko Švédsko Page 45 pom rný HDP (PPS/obyv) vliv délky železni ní sít zemí EU na HDP (214) pom rná délka železni ní sít (km/mil. obyv) Je pravdivý výrok: hustá železni ní sí p ináší kraji bohatství? R 215 kraj délka žel. sít km/mil. obyv HDP PPS/obyv Hl.m. Praha St edo eský kraj Praha a St edo eský kraj Jiho eský kraj Plze ský kraj Karlovarský kraj Ústecký kraj Liberecký kraj Královéhradecký kraj Pardubický kraj Kraj Vyso ina Jihomoravský kraj Olomoucký kraj Zlínský kraj Moravskoslezský kraj eská republika - celkem pom rný HDP (K /obyv) vliv délky železni ní sít kraj R na HDP (215) pom rná délka železni ní sít (km/mil. obyv) Page 46

24 Polarizace železni ní sít Nerozhoduje kvantita tratí, ale kvalita tratí: - trat sít TEN-T (2 koleje, 16 km/h, elektrizace, ETCS): 27 % délky, 84 % výkon, - regionální trat (1 kolej, 6 km/h, bez elektrizace): 41 % délky, 4 % výkon, 1 podíl jednotlivých kategorií tratí na délce sít a na dopravních výkonech železnice v R délka (%) výkony Os (%) výkony N (%) 2 1 TEN - T celostátní regionální Page 47 Asymetrie elektrizace železnic v R P ed vice než padesáti léty bylo p ijato rozhodnutí: a) trat na jih od hlavního tahu Most Nymburk/Praha Olomouc - Ostrava Púchov Žilina - ierna n/t elektrizovat st ídavým systémem 25 kv, b) trat na sever od hlavního tahu Most Nymburk/Praha Olomouc - Ostrava Púchov Žilina - ierna n/t elektrizovat stejnosm rným systémem 3 kv. Bod a) byl napln n (viz provedená elektrizace v oblasti Plzn, eských Bud jovic, Jihlavy, Brna, ). Bod b) nebyl napln n (viz dodnes chyb jící elektrizace v oblasti eské Lípy, Liberce, Trutnova, Mezim stí, Jeseníku, Krnova, ) D sledek: železnice v severní polovin R ustrnula na úrovni 19 století: - žádná elektrizace - drahá železni ní doprava (vysoké náklady na energii a na údržbu), - pomalá železni ní doprava (nízká výkonnost vozidel), - nepohodlná železni ní doprava (stará recyklovaná vozidla), - žádné dvojkolejné trat, - minimum rychlík (rychlost do 1 km/h), - tém žádné nákladní vlaky. Page 48

25 Asymetrie elektrizace železnic v R Page 49 Vliv elektrizace na výdaje objednatele ve ejné osobní dopravy naftová vozba elektrická vozba 2 tržby kompenzace 2 tržby kompenzace náklady, výnosy (K /km) náklady, výnosy (K /km) náklady výnosy náklady výnosy Page 5

26 Vliv elektrického provozu na ekonomiku nákladní dopravy 45 m rné náklady nákladní vlakové dopravy (sm rné hodnoty) m rné náklady (K /km) vlak D vlak E automobil Elektrický provoz je nutnou podmínku uplatn ní železnice v nákladní doprav. Page 51 Asymetrie elektrizace železnic v R Pro byla v posledních padesáti létech elektrizována jen jižní, a nikoliv i severní ást území R? Podstatná p í ina chyb jící elektrizace železnic v severní ásti R je ekonomická nevhodnost systému 3 kv pro dopravn mén zatížené trat : - drahé t žké trak ní vedení s velkými vodivými pr ezy, -pot eba budovat velké množství trak ních napájeích stanic blízko od sebe a k nim též postavit p ívodní vedení z t ífázové elektriza ní distribu ní sít, - nákladné p edelektriza ní úpravy pro zamezení zhoubných ú ink bludných proud na kovová za ízení uložená v zemi. negativní výsledek ekonomického hodnocení investic do elektrizace (CBA), nízké vnit ní výnosové procento (EIIR). ešení: konverze napájecího systému železnic v R ze 3 kv na jednotné napájení 25 kv a to i na severu R (rozhodnutí CK MD R z ). Studie SUDOP Praha 216:mezi D ínem a Opavou sta í vybudovat 7 st ídavých trak ních napájecích stanic místo 5 stejnosm rných. Page 52

27 Tradi ní elektrizace tratí metodou Korálk na niti Trak ní napájecí stanice jsou budovány podél trati po celé její délce na zhruba stejnou rozte : - cca 25 km u systému 3 kv, - cca 45 km u systému 25 kv. Nevýhoda: - vysoké náklady velký po et trak ních napájecích stanic, - problematická proveditelnost p ívodního vedení DS 3 x 11 kv (obtížná pr chodnost územím ochrana p írody, vlastnictví pozemk, estetika, ). Varovný p ípad: TNS eské Velenice (železnice versus CHKO T ebo sko) Page 53 Nové (sí ové) pojetí elektrizace 25 kv 5 Hz p i systému jednotné fáze Náhrada metody Korálk na niti metodou Sluní ek Trak ní napájecí stanice tvo í hv zdice situované uprost ed velkých dopravních a pr myslových (energetických) uzl, kde je k dispozici DS 3 x 11 kv a napájí více tratí. (dvoustranné spojité napájení, systém jednotné fáze) Page 54

28 Nové (sí ové) pojetí elektrizace 25 kv 5 Hz p i systému jednotné fáze Náhrada metody Korálk na niti metodou Rybí kost Trak ní napájecí stanice vybudované podél hlavní trati mohou díky vysoké p enosové schopnosti trak ního vedení o nap tí 25 kv napájet podstatn delší odbo né trat, než p i použití systému 3 kv Aplikací metod sluní ek a Rybí kosti lze elektrizaci 1 5 km železnic v severní ásti R provést systémem 25 kv jen s cca 7 trak ními napájecími stanicemi místo cca 5 p i použití systému 3 kv. To zásadním zp sobem m ní reálnost elektrizace tohoto území. Page 55 U (V); P (kw); P (kw) Elektrizace dalších zpravidla jednokolejných železni ních tratí (dv vozidla 2,5 MW na konci jednostrann DC jednostranné napájení 5 MW napájeného úseku) vzdálenost (km) Page 56 U P P2 Umin Nízká p enosová schopnost trak ního vedení 3 kv vede k nutnosti budovat velký po et trak ních napájecích stanic. Investi ní náklady rostou nad mez rentability.

29 Jednostranné napájení odb r 2 x 2,5 MW na konci (standardní AC trak ní vedení, cos =,95) P (kw); P (kw) AC jednostranné napájení U P P2 Umin vzdálenost (km) Page 57 Tradi ní pojetí napájení trak ního vedení 25 kv 5 Hz Trak ní napájecí stanice jsou instalovány podél trat na vzdálenost cca 5 km (jednostranné p erušované napájení cyklické prost ídání t í fází R, S, T) Spínací stanice mezi trak ními napájecími stanicemi jsou trvale rozepnuty. Každých cca 25 km (p i zvyšování rychlosti v ase stále kratším) je nutno vypínat proud: - p erušení tažné síly, p erušení rekupera ního brzd ní, - p erušení funkce pomocných za ízení, - p erušení napájení voz (klimatizace, catering, ), opot ebení spínacích p ístroj, - riziko poškození trak ního vedení i sb ra e p i neuposlechnutí náv sti k vypnutí proudu Krátké jednostrann napájené úseky: - nerovnom rný odb r výkonu z 3 AC distribu ní sít, - nízká pravd podobnost rekuperace mezi vozidly, - velké úbytky nap tí (jednostranné napájení). Page 58

30 Nové pojetí napájení trak ního vedení 25 kv 5 Hz Trak ní napájecí stanice napájejí trak ní vedením nap tím stejné fáze a stejné amplitudy, mohou paraleln spolupracovat. Trak ní vedení je napájeno dvojstrann a spojit. Spínací stanice uprost ed mezi trak ními napájecími stanicemi i spína e podélného propojení u trak ních napájecích stanic jsou v základním stavu trvale sepnuty. Není nutno vypínat odb r proudu: - nedochází k p erušení tažné síly, - nedochází k p erušení rekupera ního brzd ní, - nedochází k p erušení funkce pomocných za ízení, - nedochází k p erušení napájení voz (klimatizace, catering, ), - nedochází k opot ebení spínacích p ístroj, - odpadá riziko poškození trak ního vedení i sb ra e p i neuposlechnutí náv sti. Page 59 P ipojení napájecích stanic 25 kv 5 Hz k distribu ní síti 3 x 11 kv 5 Hz Napájecí stanice s kaskádou dvou m ni (3AC/DC plus DC/1 AC) 3 ~ TR = Technologie IGBT multilevel m ni v trak ních napájecích stanicích umož uje napájet z t ífázové distribu ní sít 3 x 11 kv 5 Hz trak ní vedení 25 kv 5 Hz systém jednotné fáze. = TR 1 ~ spojité dvoustranné napájení, bez vypínání proudu i stahování sb ra e, plnohodnotná rekuperace (p ednostn mezi vozidly, p ebytky energie zp t do distribu ní sít ) Page 6

31 Paradox dopravy na severu R Železnice: - infrastruktura na úrovni p edminulého století, bez elektrizace, -vozidla na úrovni minulého století, vesm s naftová, produkující emise poškozující klima i zdraví obyvatelstva. pomalé, nepohodlné, neatraktivní, neefektivní, emisní. Silnice: - infrastruktura výkonn jší, rychlejší a p ím jší než železnice, - vozidla na úrovni sou asnosti.zatím emisní, ale za pár let bezemisní. Na náklady soukromého kapitálu se v pr b hu dvou let Mladá Boleslav prom ní ve vzorové m sto elektromobility. Ilustrace z knihy Nikolaje Nosova Neználek ve slune ním m st doznají napln ní. Nikoliv jen výroba, ale i prodej stovek tisíc elektromobil ro n je pro automobilový pr mysl již od roku 221 existen ní otázku. Sankce za emisní vozidla p evyšují EBIT z jejich prodeje. Proto automobilky rad ji podpo í provoz bezemisních vozidel a tím stimulují jejich odbyt. Page 61 Vy ešení dluhu v železni ní doprav na severu R Upgrade železnice na severu R je nutností. Elektrizace (již systémem 25 kv) je její sou ástí, která pom že zajistit: - zvýšení rychlosti, výkonnosti, komfortu a hospodárnosti dálkové osobní železni ní dopravy, zvýšení rychlosti, výkonnosti, komfortu a hospodárnosti regionální osobní železni ní dopravy. A to kombinací liniového napájení vozidel na hlavních tratích a akumulátorového napájení vozidel na vedlejších tratích pln bezemisní provoz Liniové trak ní vedení poskytuje energii: - vozidl m provozovaným na elektrizovaných tratích, - k nabíjení akumulátor dvouzdrojových vozidel (za jízdy i za stání) provozovaným na odbo ných tratích bez liniové elektrizace. Nabídkou rychlé, výkonné a cenov dostupné nákladní dopravy p isp je elektrizace tratí k odleh ení silnic p evedením nákladní dopravy ze silnic na železnice. Page 62

32 Elektrizace tratí - návrh SŽDC na elektrizaci sít Pro 472 km již je CK MD R schválena Studie proveditelnosti, další pokra ují: - zkracují se pot ebné dojezdové vzdálenosti akumulátorových vozidel, - rozši ují se místa, kde je možno nabíjet akumulátory z trak ního vedení Page 63 Perspektiva regionální dopravy V R je již p es 5 milion automobil, stupe motorizace p esáhl 5 %, automobil je dostupný tém každému ob anu a m že jej kdykoliv použit. Mobilita spole nosti není podmín na železnicí (všude se dá dojet automobilem). V ad relací však železnice dokáže nabídnou kvalitní p epravu je pro cestující rychlejší a/nebo pohodln jší. Proto ji využívají. Statistický vývoj st ední p epravní vzdálenosti autem i železnicí, jakožto i plná parkovišt na zastávkách dokládají, že obyvatelstvo se nau ilo ú eln kombinovat železni ní a automobilovou dopravu. Železnice (ve ejná hromadná doprava) dokáže být atraktivní pouze ve sm rech silných p epravních proud : - v relacích silné p epravní poptávky jsou objednávány vlaky v krátkém taktu (typicky 3 min) a jezdí plné lidé je intenzivn využívají (z v tší vzdálenosti si na nádraží dojedou automobilem), což vyvolává zájem na další zkrácení taktu - v relacích slabé p epravní poptávky jsou objednávány vlaky v dlouhém taktu (typicky 12 min) a jezdí prázdné lidé na n ne ekají a použijí automobil. Nezájem o p epravu železnicí logicky vyvolává další redukci po tu vlak až k zániku linky. Page 64

33 Polarizace regionální dopravy Dochází k zásadní polarizaci regionální dopravy: a) na tratích vedených v ose osídlení a v radiálním sm ru k centru regionu je o cestování velký zájem. Limitem je nedosta ující kapacita dopravní cesty (v soub hu regionálních Os, dálkových EC/IC/Ex/R vlak a nákladních vlak ). P epravní nabídku již nelze od ur ité meze zvyšovat dalším zkracováním intervalu, je nutné zvyšovat kapacitu vlaku (p = N k / T i ). b) na tratích vedených v slab osídleném území i nevhodn trasovaných je o cestování malý zájem a problémem je nízká rentabilita dopravy. Analogicky jako v nákladní železni ní doprav existuje i železni ní osobní doprav téma poslední míle. Má logiku jej ešit v kooperaci s individuální dopravou (p ší, cyklistickou, automobilovou, ) na nádražích a zastávkách jsou pot ebná kapacitní parkovišt P + R, respektive P+ CH + R (s nabíjením) a p j ovny automobil. Využití vysokého stupe automobilizace obyvatelstva vede k racionální d lb práce mezi železnici a individuální automobilovou dopravu. Aktivity železnice má smysl soust edit na silné p epravní proudy a na silné nástupní body. Slabé a nepravidelné p epravy si lidé zajistí svými automobily sami. Page 65 Velkokapacitní regionální doprava Aktuálním trendem jsou kombinované ucelené trak ní jednotky: - trak ní elní jednopodlažní vozy s plným využitím p dorysné plochy pro cestující (s elektrickou výzbrojí na st eše), - netrak ní vložené dvoupodlažní vozy plným využitím p dorysné plochy pro cestující (se dv ma podlažími v celé délce). Tato vozidla dosahují nejvyšší pom r po tu sedadel k délce vlaku (respektive nástupišt ). Trak ní v z s výzbrojí pod podlahou Nízkopodlažní trak ní v z s výzbrojí na st eše Dvoupodlažní trak ní jednotka s výzbrojí uvnit Kombinovaná trak ní jednotka s trak ními jednopodlažními vozy a netrak ními dvoupodlažními vozy Page 66

34 ešení pro zatížené p ím stské trat velkokapacitní semidvoupodlažní elektrické jednotky Page 67 Zvýšení kapacity p ím stských tratí Po kon ení migra ního období (MD R NIP 217: na 1. a 2. koridoru od ), tedy p i výhradním provozu všech vlak pod dohledem ETCS, bude možno demontovat hlavní náv stidla což umožní: - jízdu vlaku sníženou rychlosti jen v limitním obvodu výhybek, ne již od náv stidla, - jemn jší rozd lení prostorových oddíl pro umožn ní jízdy vlak v t sn jší sledu, - optimální situování prostorových oddíl bez ohledu na viditelnosti náv stidel, - zrušení vlakové cesty s omezením (záruka stojícího vlaku odebrání MA). Trend: ETCS level 2/ level 3 Princip - jízda vlak bez kontroly celistvosti v pevných prostorových oddílech, - jízda vlak s kontrolou celistvosti (typicky EMU) v pohyblivých prostorových oddílech. => další zvýšení propustné kapacity tratí, zejména železni ních uzlech Page 68

35 Tradi ní zabezpe ovací systémy - tra je rozd lena na úseky (oddíly), ohrani ené náv stidly, - vlaky jezdí v rámci úsek (od náv stidla k náv stidlu), - vzdálenost náv stidel je jednotná a odpovídá zábrzdné dráze nejh e brzd ného vozidla z nejvyšší rychlosti. v dov Page 69 ETCS level 3 pohyblivý prostorový oddíl (mooving bolck) - na trati nejsou žádné oddíly ani žádná náv stidla - vlak hlásí svoji polohu do centrály (RBC), - centrum sd lí dalšímu vlaku, kde se nachází p edchozí vlak - další vlak smí jet jen tak rychle, aby bezpe n zastavil p ed místem, kde se nachází p edchozí vlak v dov Výhoda: vlaky mají jen takový odstup, jaký je bezpe n t eba: - podle okamžité rychlosti druhého vlaku, - podle brzdících schopností druhého vlaku, - podle polohy prvého vlaku. Page 7

36 Nástroj k intramodálním úsporám: inovace v oblasti železni ních vozidel Aktuální trendy v regionální železni ní doprav : snížit spot ebu energie (periodické rozjezdy a brzd ní E k =,5. m. v 2 ), tedy snížit hmotnost p ipadající na jedno sedadlo, na páte ových linkách zvýšit p epravní kapacitu vozidel, pro m n zatížené linky vytvo it vozidla hospodární menší vozidla, k zajišt ní elektrického provozu i na tratích bez liniové elektrizace umístit na vozidle zásobník energie (lithiový akumulátor, p ípadn i vodíkový agregát). je pot ebné radikáln snížit hmotnost regionálních železni ních vozidel Ale kde? => na té ásti vozidel, která je nejt žší, která má nejv tší podíl na hmotnosti celého vozidla. Tedy na podvozcích. Page 71 Nástroj k intramodálním úsporám: inovace v oblasti železni ních vozidel Lehké podvozky s vnit ním rámem - tradi ní podvozek s vn jším rámem (1 % hmotnost) - moderní podvozek s vnit ním rámem (63 % hmotnosti) Page 72

37 Inovace v oblasti železni ních vozidel Nová platforma regionálních elektrických trak ních jednotek Mireo: zásadní snížení hmotnosti vozidla dané jak použitím leh ích podvozk, tak snížením po tu podvozk (dlouhé vozové sk ín, Jakobsovo uspo ádání), nízké náklady na energii a za použití dopravní cesty (vliv nízké hmotnosti), velká variabilita provedení (velikostní ada již od 12 sedadel), univerzálnost použití bezemisní provoz na elektrizovaných (odb r sb ra em) i na neelektrizovaných tratí (zásobníky energie) Varianty ešení elektrických jednotek: pro napájení z trak ního vedení (EMU) pro napájení z trak ního vedení a z lithiových akumulátor (IPEMU), pro napájení z trak ního vedení, z lithiových akumulátor a z vodíkových palivových lánk (pro státy s nadbytkem elekt iny z obnovitelných zdroj ). Page 73 Bez emisí i na neelektrizovaných tratích P L V S M A N/V L liniové trak ní vedení, P sb ra proudu, V vstupní obvod, S pulzní st ída, M trak ní motor, A akumulátor, N/V nabíjecí a vybíjecí m ni. Provozní režimy: jízda na elektrizované trati p i napájení z trak ního vedení, jízda na neelektrizované trati p i napájení z akumulátoru, nabíjení akumulátoru z trak ního vedení za jízdy nebo p i stání. Page 74

38 ešení pro áste n elektrizovanou železni ní sí : dvouzdrojová vozidla trolej / akumulátor - dojezd 8 až 1 km, - nabití z trak ního vedení: 15 až 2 minut, - životnost akumulátoru: 15 let Page 75 Nové pojetí kombinovaných vozidel trolej / akumulátor: IPEMU IPEMU (Independently Powered Electric Multiple Unit) a) na hlavních elektrizovaných tratích využívají trak ní vedení nejen k pohonu, ale i k nabíjení akumulátoru, b) na odbo ných vedlejších tratích nepot ebují trak ní vedení erpají energii z akumulátoru. P ednosti: - atraktivní rychlá a pohodlná bezp estupová doprava z centra regionu i do odlehlých oblastí, - tichý a istý bezemisní provoz i na tratích bez trak ního vedení, - nabíjení za jízdy po elektrizovaných tratích i p i pobytu v elektrizovaných stanicích (bez ztráty asu a bez pot eby budovat nabíjecí za ízení), - po elektrizaci trat není nutno m nit vozidla (jen je možno p estat udržovat akumulátor). Page 76

39 Nové pojetí kombinovaných vozidel trolej / akumulátor: IPEMU Stav techniky: dojezd 8 až 1 km, rychlé nabíjení n kolikrát denn p es sb ra proudu z trak ního vedení (za jízdy nebo p i stání vozidla): - obsluha neelektrizovaných tratí délky 4 až 5 km p i dostupnosti trak ního vedení na jednom konci, - obsluha neelektrizovaných tratí délky 8 až 1 km p i dostupnosti trak ního vedení na obou koncích. Ekonomické p ednosti: - využití investic vložených do elektrizace hlavních tratí též k zajišt ní provozu na vedlejších tratích, - vysoká produktivita vozidel i personálu na dlouhých vozebních ramenech. Page 77 Akumulátorová vozidla a elektrizace Akumulátorová vozidla nejsou protipólem k elektrizaci dalších tratí, ale dopl ují ji. Elektrizace dalších tratí p ispívá rozvoji akumulátorové vozby: - rozši uje se oblast použití elektrických vozidel závislé trakce - zkracují se pot ebné dojezdové vzdálenosti akumulátorových vozidel, - rozši ují se místa, kde je možno nabíjet akumulátory z trak ního vedení. Akumulátorová vozba p ispívá k rozvoji elektrizace dalších tratí: - pevná trak ní za ízení slouží nejen k napájení vozidel provozovaných na doty né trati, ale i k napájení vozidel provozovaných na okolních tratích, což zvyšuje efektivnost investic do elektrizace, - p i elektrizaci je možno se prioritn soust edit na více zatížené trat, málo zatížené úseky lze do asn p eklenout akumulátorovou vozbou a elektrizovat je až pozd ji. Koordinace rozvoje železni ní dopravní cesty: - investice do nákupu vozidel se spalovacím motorem a investice do elektrizace tratí se navzájem ma í, - investice do nákupu elektrických vozidel s akumulátory a investice do elektrizace tratí se navzájem podporují (po elektrizaci trat lze elektrické vozidlo nadále provozovat bez využití funkce akumulátor ). Page 78

40 Akumulátorová vozidla a elektrizace tratí Vysv tlivky : - již elektrizované trat - nov elektrizované trat - trat bez elektrizace - vozební rameno IPEMU Page 79 Porovnání parametr vozby (IPEMU: pro % a 5 % elektrizaci délky trat ) regionální osobní železni ní doprava 3 náklady mil.k /rok energie mil.kwh/rok uhlík mil.kg CO2/rok 4 náklady (K /rok) DMU IP EMU % IP EMU 5 % EMU emergie (mil. kwh/rok); uhlík (mil. kg CO2/rok) Page 8

41 Dynamika r stu p epravních výkon železnice se stup uje (p epravní výkony vzrostly mezi roky 216 a 217 o 7,4 %) osobní železni ní doprava letopo et rok rozdíl pom r (%) p eprava osob/rok ,2 p epravní výkon os km/rok ,4 st ední p epravní vzdálenost km 49,4 51,9 2,5 15,1 meziro ní p ír stek p eprava osob/rok p epravní výkon os km/rok st ední p epravní vzdálenost km 169,8 referen ní souprava (TSI, 2 km/h, ETCS) po et sedadel sedadel 45 st ední obsazení % 5 st ední denní b h km/den 1 disponibilita % 85 p epravní výkon jedné soupra os km/rok nár st po tu souprav souprav/rok 9,4 Vedle nutné obm ny (pr m rné stá í voz na EC/IC vlacích je 34 let) je jen ke zvládnutí meziro ního p ír stku cestujících pot eba zvýšit kapacitu dálkových vlak o dalších 66 nových ty nápravových voz každým rokem. Page 81 Budování vysokorychlostních železnic v R: prvé t i ke stavb p ipravované úseky (zdroj: G SŽDC) Page 82

42 ešení pro zvýšení výkonnosti a kvality železnic: vysokorychlostní železni ní systém Trend technických inovací: Velaro Novo - rychlost 25 až 36 km/h, - zvýšení p epravní kapacity o 1 %, - snížení hmotnosti o 15 %, -snížení spot eby energie o 3 %, - snížení investi ních náklad o 2 %, - snížení náklad na údržbu o 3 %. Page 83 Vysokorychlostní železnice Není d vod ztrácet as (2 hodiny) a energii (75 kwh a 19 kg CO 2 na osobu) jízdou automobilem z Prahy do Brna. Vysokorychlostní vlak to zvládne za 5 minut (centrum centrum), respektive za 4 minut (terminál P + CH + R Št rboholy terminál P + CH + R Lískovec) k práci využitelného asu (train office). Spot ebuje k tomu jen 1 kwh a 4 kg CO 2 (perspektivn OZE: kg CO 2 ) na osobu. jedna cesta jednoho cestujícího Praha - Brno doba cesty (min) Page 84 automobil CR vlak HS vlak spot eba energie (kwh) uhlíková stopa (kg CO2)

43 D kuji Vám za Vaši pozornost! Ji í Pohl Siemens Mobility, s.r.o. Siemensova Praha 13 Czech Republic jiri.pohl@siemens.com Page 85