Průvodní příručka. pro vytváření železničních environmentálních indikátorů. Vypracováno pracovní skupinou UIC. "Environmentální indikátory "

Transkript

1 Průvodní příručka pro vytváření železničních environmentálních indikátorů Vypracováno pracovní skupinou UIC "Environmentální indikátory " Návrh ze dne 17. července 2000 Strana 1

2 Průvodní příručka pro vytváření železničních environmentálních indikátorů Vypracováno pracovní skupinou UIC "Environmentální indikátory" Návrh ze dne 17. července Členové pracovní skupiny Peter Hübner SBB AG (předseda) Stella Lindeke UIC Jean-Georges Heintz SNCF Lars Johansson SJ Frede Bjerg Petersen DNRA Joachim Kettner DB AG Philipp Hein DB AG Markus Halder DB AG Helmut Kuppelwieser SBB AG Tým autorů: Stella Lindeke Markus Halder Helmut Kuppelwieser UIC DB AG SBB AG Návrh ze dne 17. července 2000 Strana 2

3 Obsah 1. Úvod: předmět příručky Přehled environmentálních indikátorů Přínosy z používání environmentálních indikátorů Požadavky na environmentální indikátory Druhy environmentálních indikátorů Postup pro vytvoření systému environmentálních indikátorů Environmentální indikátory specifické pro železnice Referenční parametry Environmentální oblasti Energie Emise látek znečišťujících ovzduší Hluk Výhled do budoucna Literatura...29 Strana 3

4 1. Úvod: předmět příručky Doprava je jedním ze sektorů, který vyvolává znečištění atmosféry a hluk v životním prostředí a využívá přírodní zdroje a půdu. Navzdory ekologickým výhodám, které mají železnice ve srovnání s jinými dopravními prostředky, musejí železnice věnovat pozornost udržování přírodního prostředí. Měření a posuzování ekologických vlivů způsobovaných železniční dopravou za využití environmentálních indikátorů proto nabývá na významu. Důvody pro tuto činnost jsou následující: Vnitřní důvody uvnitř železnic, neboť environmentální indikátory nabízejí možnost odhalit slabé body a potenciál pro optimalizaci a jsou schopny dojít ke konkrétním cílům v oblasti stanovených zlepšením. Rovněž je možné provést kvantitativní srovnání s dalšími železnicemi a dalšími druhy dopravy za použití parametrů, které jsou řádně definovány. Cílem této příručky je podpořit ty osoby, které jsou pověřeny ochranou životního prostředí u železnic, ve výběru vhodných environmentálních indikátorů a zejména zaručit, že dané indikátory budou srovnatelné. Po určitém základním úvodu do použití environmentálních indikátorů budou příslušné referenční parametry a environmentální oblasti definovány pro určení environmentálních indikátorů, které jsou vhodné pro železnice. Strana 4

5 2. Přehled environmentálních indikátorů 2.1 Přínosy z používání environmentálních indikátorů Environmentální indikátory mají za svou hlavní funkci zpřístupňování informací o environmentálním plnění společnosti. Tyto indikátory jsou zvláště užitečné pro společnost v bodech zobrazených na obrázku 1. Zhuštění rozsáhlých environmentálních dat do určitého říditelného počtu klíčových informací Podpora environmentálního managementu/řízení (EMAS/ISO 14000) Určení významných environmentálních aspektů Chronologické znázornění environmentálních změn, systém včasného varování tam, kde existují protichůdné trendy, prostředky prognózování Odkrytí slabých bodů a optimalizačních možností Přínosy environmentálních indikátorů Posouzení environmentálního plnění při srovnání podnikových divizí a společností Zjištění tržních příležitostí a možností pro snížení nákladů Odvození a plnění konkrétních environmentálních cílů a opatření Prostředky pro motivaci pracovníků, podporu vykonávání odpovědností ze strany pracovníků Komunikační základ pro environmentální zprávy a výkazy Obrázek 1: Přínosy environmentálních indikátorů pro společnost Specifické příklady železnic ukazující přínos environmentálních indikátorů: Z vývoje měrné spotřeby energie v osobní dopravě v několika posledních letech mohou železnice určit své postavení ve srovnání se soukromě organizovanou automobilovou dopravou. Tak bude uznána nutnost učinění kroků pro zavedení opatření pro větší energetickou úsporu předtím, než dojde ke snížení ekologické výhody železnic. Snížení počtu osob, které se nacházejí v určité oblasti, kde je hladina přijímání hluku vyšší než 65 db(a), je indikátorem úspěchu opatření pro ochranu hluku. Strana 5

6 2.2 Požadavky na environmentální indikátory Aby environmentální indikátory mohly plnit svou funkci, musejí splňovat následující požadavky: Obecně platí, že systém environmentálních indikátorů musí být dostatečně podrobný, aby mohl poskytovat všechny požadované informace, ale na druhé straně musí být omezen na určitý řiditelný počet parametrů. Zejména pro související proces komunikace je nezbytné najít určitý kompromis mezi podrobnými informacemi a informacemi, které je snadnější vstřebat. Navíc musí být dostatečnou mírou zajištěna určitá řada dalších kritérií, aby byl umožněn optimální přínos (viz obrázek 2). Dostupnost dat, nákladová efektivita a zjištění dat do minuty Kvalita a kontrolovatelnost dat Kontinuita (souvislé určování se stejnými kritérii měření) Sledování časových změn a možnost aktualizace Relevantnost problému (koncentrace na skutečně relevantní oblasti) Požadavky na environmentální indikátory Porovnatelnost (např. podle stejných systémových mezí, referenční veličiny, časová období) Orientace na cíl (práce na ovlivnitelných cílech v oblasti zlepšování) Rovnováha (reprezentativní reprodukce problémových oblastí a environmentálních perspektiv) Uspořádání s dobrou vypovídací hodnotou (jasné a pochopitelné informace, koncentrace na nejdůležitější data) Dohoda s environmentální politikou společnosti Obrázek 2: Požadavky na environmentální indikátory Specifické příklady železnic pro požadavky na environmentální indikátory: Měrná spotřeba energie železnic by měla být porovnána s osobním automobilem. Aby bylo možno zajistit srovnatelnost hodnot dieselové a elektrické trakce a též různých paliv pro automobily, musejí být vybrány pro řetězec zajišťování energie srovnatelné systémové meze (viz oddíl 3.2.1). Při srovnávání specifických emisí CO 2 na osobokilometr je v rozmezí jednotlivých let předpokládán určitý náhlý pokles. Příčinou tohoto jevu je, že základ pro výpočet parametru "osobokilometr" v minulosti byl chápán jako počet prodaných jízdenek, ale nyní bude používanou hodnotou skutečný počet cestujících tak, jak budou spočítáni (včetně těch, kteří jezdí na volné jízdenky). To jasně ukazuje, že přesná definice výpočtových kritérií je podstatná pro srovnatelnost indikátorů (viz oddíl 3.1). Strana 6

7 2.3 Druhy environmentálních indikátorů V první řadě by mělo být provedeno rozlišení mezi absolutními a relativními environmentálními indikátory. Úplný obraz environmentálního plnění společnosti získáme jen tehdy, když budeme zvažovat oba typy. Absolutní indikátory mají velký význam z ekologického hlediska, neboť poskytují informace o celkovém vlivu na životní prostředí, který je způsobován společností. S pomocí absolutních ukazatelů pro vstupní a výstupní toky je možno určit zvláště významné environmentální aspekty v příslušné společnosti. Relativní indikátory vytvářejí odkaz na parametry, které jsou velmi významné. Zejména poskytují informace o efektivitě nějaké společnosti (uvádějí tedy, jaká služba je produkována za jaké náklady a jaký je vliv na životní prostředí. Specifické příklady absolutních a relativních indikátorů u železnic: Absolutní spotřeba energie nějaké železniční společnosti, spolu s příslušnou spotřebou zdrojů a příslušnými náklady, je důležitým parametrem z ekologického i z ekonomického hlediska. V analýze vstupů a výstupů prováděné pro celý podnik je zvláště spotřeba trakční energie považována za významný environmentální aspekt železničního podniku. Srovnání různých železničních společností mezi sebou navzájem nebo s konkurenčními druhy dopravy je možno provést pouze s příslušnými relativními indikátory, které uvádějí vztah k absolutním indikátorům pro poskytované služby, jako je osobokilometr nebo tunokilometr. ISO rozlišuje mezi následujícími kategoriemi environmentálních indikátorů: Indikátory pro vyhodnocení environmentálního plnění Indikátory environmentálního plnění Indikátory environmentálního plnění Indikátory plnění managementu Indikátory provozního plnění Obrázek 3: Kategorie environmentálních indikátorů (ISO 14031) Strana 7

8 Indikátory environmentálního stavu popisují místní, regionální, národní nebo globální stav/podmínky životního prostředí. Tyto indikátory jsou vyvíjeny a používány společnostmi nebo vědeckými institucemi a nikoliv jednotlivými podnikovými organizacemi. Pouze tehdy, když je nějaká společnost hlavní příčinou určitého environmentálního problému ve svém místě působení, je nutné provádět nutné nákladné nezávislé šetření environmentálních indikátorů. Stávající indikátory environmentálního stavu (zvýšení koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře, zprávy o stavu lesů, atd.) však mohou být použity jako určitý indikátor za účelem posouzení environmentálního plnění společnosti a stanovení priorit pro odvození provozních indikátorů. Specifické příklady indikátoru environmentálního stavu u železnic: V oblasti kolem železniční trati bývá železnice často hlavní příčinou hluku obtěžujícího obyvatele, kteří tam žijí. Určení úrovně přijímání hluku jakožto indikátoru environmentálního stavu je tudíž v mnoha případech podstatným prvkem pro posouzení stávající hladiny hluku. Indikátory plnění managementu (často jsou rovněž označovány jako indikátory environmentálního managementu) popisují činnosti managementu, které ovlivňují environmentální plnění v té oblasti, ve které daná společnost působí. Tyto indikátory poskytují informace o takových oblastech, jako jsou školení, výcvik, plnění právních požadavků, management environmentálních nákladů, obstarávání nebo vývoj výrobků. Specifické příklady indikátoru environmentálního managementu u železnic: Jakožto společnosti poskytující služby se železnice zajímají o zpětnou vazbu od svých zákazníků. Počet environmentálně založených zpráv o zpětných vazbách zákazníků je důležitým indikátorem jejich vlastního image v dané environmentální oblasti. Úspěšné zavedení opatření na ochranu životního prostředí je v daném podniku obecně možné jen tehdy, když jsou pracovníci vhodně vyškoleni. Počet nebo procentuální vyjádření vyškolených pracovníků je indikací stavu školících opatření v dané společnosti. Strana 8

9 Indikátory provozního plnění poskytují informace pro management, které se týkají environmentálního plnění v té oblasti, ve které daná společnost působí. Vzhledem k tomu, že popisují aktuální environmentální zátěž, rovněž jsou v literatuře uváděny jako indikátory environmentální zátěže. Jsou založeny na následujících provozních oblastech společnosti: VSTUPY Materiály Zpracované, recyklované, opětně použité materiály nebo suroviny. Přírodní zdroje, voda Energie Množství nebo druhy použité energie FYZICKÁ ZAŘÍZENÍ A VYBAVENÍ Návrh (jednoduché rozložení, opětné použití, ) Instalace Provoz (doba užitečné životnosti) Údržba Využití půdy VÝSTUPY Produkty Hlavní produkty Vedlejší produkty Recyklované a opětovně použité materiály Služby poskytované organizací např. dopravní služby Služby podporující provoz dané organizace Úklid, čištění; střežení, hlídání a údržba pozemků Provozní údržba, doprava a dodávky Informace a komunikace Zabezpečení Stravování Likvidace odpadů Další smluvní služby Odpad Tuhý/kapalný Nebezpečný/ostatní Recyklovatelný s možností opětného použití Emise Emise do ovzduší Odpadní vody vypouštěné do vody nebo půdy Hluk, teplo, vibrace, světlo, záření Dodávka Dodání Obrázek 4: Provozní oblasti nějaké organizace, které mohou poskytnout základ pro indikátory environmentálního plnění (založeno na ISO 14031) Specifické příklady indikátorů provozního environmentálního plnění u železnic: Poměr energie na straně vstupu k poskytnuté službě, tj. přeprava cestujících a nákladu. ("Výstup" železniční společnosti) uvádí daný indikátor: spotřeba energií na osobokilometr nebo tunokilometr. Dále je možno k této službě vztáhnout další "výstupy" vytvářené železničním provozem, jako jsou odpad nebo emise. Strana 9

10 2.4 Postup pro vytvoření systému environmentálních indikátorů Zavedení nějakého interního systému environmentálních indikátorů v podniku jakožto součásti hodnocení environmentálního plnění je prováděno jako typický proces "plánování - zavedení - odzkoušení - jednání" s kroky znázorněnými na obrázku 5. PLÁN Plánování vyhodnocení environmentálního plnění Výběrové indikátory CO JE TŘEBA PROVÉST Používání dat a informací Shromažďování dat Data Analýza a konverze dat Informace Posuzování informací Výsledek Výkaznictví a komunikace KONTROLA A JEDNÁNÍ Kontrola a zlepšování vyhodnocování environmentálního plnění Obrázek 5: Procesové kroky při vyhodnocování environmentálního plnění s indikátory (zdroj: ISO 14031) Strana 10

11 Tento průvodce by měl zejména tvořit součást plánování pro výběr vhodných environmentálních indikátorů. Při sestavování katalogu navrhovaných indikátorů byly zvažovány následující body, pokud jsou obecně platné pro železniční společnosti. V případě potřeby mohou být přizpůsobeny na podmínky, které se aplikují na každou konkrétní společnost. Aspekty, které budou zvažovány při plánování vyhodnocení plnění nějaké společnosti, zahrnují: Významné environmentální aspekty, které mohou být řízeny společností Kritéria nebo cíle environmentálního plnění, které jsou stanoveny managementem Požadavky zainteresovaných stran (zástupci managementu, zaměstnanci, zákazníci, úvěrové instituce a pojistitelé, regulační orgány a zákonodárci, politici, výzkumné ústavy, environmentální skupiny, konkurenti, média, veřejnost, atd.) Celkový rozsah činností, produktů a služeb Organizační struktura společnosti Právní a další požadavky, mezinárodní smlouvy o ochraně životního prostředí Ekologické náklady a přínosy Informace o místních, regionálních, národních nebo globálních environmentálních podmínkách a stavu životního prostředí, jakož i kulturní a sociální faktory. Strana 11

12 3. Environmentální indikátory specifické pro železnice Aby bylo možno specifikovat environmentální indikátory specifické pro železnice, je nutno nejprve určit environmentální aspekty vztahující se k železniční dopravě. Pokud mají být vybrány smysluplné relativní indikátory, měly by být definovány vhodné parametry. Obrázek 6 poskytuje přehled environmentálních oblastí a možných parametrů, které jsou typické pro železnice. Pro stanovení potenciálních úspor nákladů by měly být environmentální parametry spojeny s odpovídajícími přímými náklady pro podnik (např. náklady na energie, náklady na likvidaci odpadů, atd.). Externí náklady (náklady, které vznikají společnosti v důsledku environmentálních škod, nehod, atd.) jsou sice uvedeny v tomto diagramu, ale nejsou pak dále již zvažovány. Environmentální oblast Referenční parametry Trakce Stacionární Energie os.km/tkm (čisté) sedadlo-km/tkm Emise znečišťující ovzduší Produkce hluku Vliv hluku Hluk Přímé náklady (např. náklady na energii) založené na produktu / procesu hrubé tkm/vlak. km hrubé tkm real. udržované vlaky m 2 staniční plochy Suroviny / pom. materiál Provozní zásoby Pitná voda Splašky Management materiálů Odpad Voda Environmentální indikátor založené na zařízení / konstrukci jednotka zařízení odvětví Kontaminovaná místa Využití půdy Externí náklady Elektrosmog související s časem rok čtvrtletí Obrázek 6: Diagram ukazující relativní indikátory environmentálního plnění ve srovnání s absolutními environmentálními indikátory a vhodnými referenčními parametry Strana 12

13 3.1 Referenční parametry Obrázek 6 rozděluje referenční parametry, které v procesu vystupují, podle následujících kritérií: Referenční veličiny založené na produktech/procesech: Specifické příklady referenčních veličin založených na produktech/procesech u železnic: Hlavním produktem železničních společností je přeprava cestujících a zboží. Vhodným měřítkem výkonu jsou tedy osobokilometry nebo tunokilometry, tj. součin počtu přepravených osob nebo tun zboží a ujeté vzdálenosti v km (pro přesné definice různých výkonových hodnot viz níže). Pokud jsou environmentální indikátory používány rovněž interně danými železnicemi nebo například v nějaké údržbové dílně, bylo by možno použít odkaz na "produkt" příslušné organizační jednotky, např. spotřebu energie na jedno opravené vozidlo. Referenční parametry založené na zařízení/konstrukční parametry: Specifické příklady parametrů založených na zařízení/konstrukčních parametrů u železnic: Environmentální indikátory je možno definovat na různých hierarchických úrovních železničních společností: Celopodnikové indikátory, např. celkový objem odpadů vyprodukovaných daným podnikem Speciální indikátory pro jednotlivé oblasti podniku, např. spotřeba energie v nákladní dopravě, v osobní dopravě, infrastruktuře, atd. Indikátory pro jednotlivá místa působení podniku, jako jsou závody, stanice, atd. Referenční parametry založené na čase: Specifické příklady referenčních parametrů založených na čase u železnic: Časový odkaz má význam pro analýzu vývojových trendů a v případě potřeby též pro prognózy jak absolutních hodnot (např. vývoje odpadu produkovaného za rok, tak relativních indikátorů (vývoj měrné spotřeby energie/tkm během uplynulých deseti let, a též prognóz odvozených z těchto údajů). Strana 13

14 Zaměření této příručky spočívá především v oblasti environmentálních indikátorů pro celou železnici, takže v tomto případě by měla být věnována zvláštní pozornost definici termínů osobokilometru a tunokilometru (viz obrázek 7). Definice referenčních parametrů v nákladní a osobní dopravě (tunokilometr/osobokilometr) Nákladní doprava (tunokilometr [tkm]): Hrubé tunokilometry, realizované: (Hmotnost trakční jednotky + hmotnost vozů + hmotnost užitečného nákladu) x (počet ujetých km)! Hrubé tunokilometry, přepravené: Čisté tunokilometry: mgut mgut Výnosové tunokilometry: mgut mgut (Hmotnost vozů + hmotnost užitečného nákladu) x (počet ujetých km) (Hmotnost užitečného nákladu) x (počet ujetých km) (Užitečný náklad, za který je zaplacen daný tarif) x (počet placených km) Osobní doprava: Hrubé tunokilometry, realizované:! Hrubé tunokilometry, přepravené: Sedadlové kilometry: N(Spl) N(Spl) Osobokilometry: N(P) N(P) (Hmotnost trakční jednotky + hmotnost vozů + spočítaná hmotnost přepravených cestujících*) x (ujetá vzdálenost v km) * Hmotnost cestujících = počet sedadel x 0,08 / 100 [t] (Hmotnost vozů + spočítaná hmotnost přepravených cestujících*) x (ujetá vzdálenost v km) (Počet sedadel, jež jsou k dispozici) x (ujetá vzdálenost v km) (Počet cestujících) x (průměrná ujetá vzdálenost) mgut: m(p): N(Spl): N(P): hmotnost přepraveného zboží v tunách vypočítaná hmotnost cestujících v tunách počet sedadel počet cestujících Obrázek 7: Definice parametrů v nákladní a osobní dopravě Strana 14

15 Obrázek 8 znázorňuje typický proces etap produkce služeb od trakčního výkonu k poskytování dopravních služeb a příslušné referenční parametry. REFERENČNÍ PARAMETR Systémová železnice Trakce (trakční výkon) Hrubé tkm, realizované Provozní výkon Hrubé tkm, přepravené nebo vlakové tkm Nabídka dopravy Nabízené sedadlové km nebo tkm Nákladový faktor Poskytnuté přepravní služby Osobokilometry nebo čisté tkm Obrázek 8: Procesové etapy při produkci přepravních služeb a související referenční parametry Aby bylo možno srovnávat železnice mezi sebou navzájem a s jinými druhy dopravy, je důležitým referenčním parametrem objem přepravních služeb, které jsou poskytovány (osobokilometry v osobní dopravě a čisté tunokilometry v nákladní dopravě). Při výpočtu os. km (osobokilometry) by měla být věnována pozornost tomu, aby se jako referenční základ používaly nejen prodané jízdenky, ale též skutečný počet cestujících osob (včetně například těch, které cestují na volné jízdenky). U indikátorů, které se budou používat uvnitř železnice, jako například pro technická opatření na vozidlovém parku (energeticky úsporné motory, nízkohmotnostní vozidla, atd.) je často výhodné použít hrubé tunokilometry nebo referenční parametry, které jsou nezávislé na stupni využití, jako jsou například nabízené sedadlové kilometry nebo tkm. Tento průvodce se v převážné míře soustřeďuje na ty referenční parametry, které jsou relevantní pro objem poskytovaných přepravních služeb. Referenční parametr pro nákladní dopravu: pro osobní dopravu: čistý tunokilometr (čistý tkm)! osobokilometr (os. km) Pokud se mají určité parametry vztahovat na objem přepravních služeb poskytovaných v osobní i nákladní dopravě nebo pokud není možné provést rozlišení mezi nákladní a osobní dopravou, je možno použít přepravní jednotky (TE), které se počítají ze součtu čistých tunokilometrů (hrubých tunokilometrů) a osobokilometrů (os. km). Nerozlišené referenční parametry pro nákladní a osobní dopravu: Přepravní jednotky (TE) = čisté tkm + os. km! Strana 15

16 3.2 Environmentální oblasti Energie Význam spotřeby energie pro železniční provoz Velké množství spotřebované energie je jedním z největších environmentálních problémů na světě. V první řadě je skutečností, že většina energie se získává z neobnovitelných zdrojů, v druhé řadě pak platí, že spotřeba převážně fosilních paliv je největším zdrojem znečištění ovzduší se svými četnými důsledky. Železnice jsou skutečně stále energeticky nejefektivnějším prostředkem hromadné dopravy. Technický vývoj silničních vozidel a letadel však vede k tomu, že se tato přednost snižuje. Z tohoto důvodu železnice musejí vynaložit určité úsilí, aby si udržely toto vedoucí postavení. Náklady na energii tvoří významný ukazatel pro železnice z mikroekonomického hlediska. Z tohoto důvodu mají opatření na úsporu energie svou cenu, zejména z hospodářského hlediska. Energie se používá v železničních provozech pro následující funkce: trakce (vlaková přeprava a posunování) stacionární procesy (nádraží, administrativní budovy, opravárenské dílny, atd.) budovy, údržba a likvidace odpadu/demontáž vozidel a infrastruktury (vertikální efekty) Obsah průvodce pro spotřebu energií Tato průvodní příručka je omezena na přímou energetickou spotřebu pro trakci (produkování přepravních služeb a souvisejícího posunu). Nepřímá energetická spotřeba, např. energie spotřebovaná při údržbě vozidel během užívacích fází vozidel, poskytování a údržba infrastruktury (budovy, údržba a opravy budov, stroje, průmyslová zařízení, dopravní zdroje a dopravní infrastruktura) se budou zvažovat až později. Netvoří součást této příručky. Vysvětlení Pro objektivní srovnání energetické spotřeby jsou pro každý případ podstatným faktorem limitní hodnoty analogického systému. V zásadě je nutno určit úplné náklady energetického média po celou dobu životnosti pro danou přepravní službu. To znamená od produkce používané suroviny přes produkci energie, její zajištění a použití. U jednotlivých konverzních procesů v rámci energetického řetězce dochází k určitým ztrátám. Z tohoto důvodu je třeba zahrnout například energetickou účinnost elektrárny a ztráty ve vlacích přepravovaných elektrickým trakčními jednotkami. V zásadě je třeba posoudit primární a finální spotřebu energie (viz obrázek 9). Strana 16

17 Primární spotřeba energie: základ pro srovnání různých energetických médií (např. diesel, elektřina) a externí porovnání různých druhů dopravy (např. silniční, železniční, letecká), typy dopravy (místní vlaková doprava, rychlíková doprava) a příslušné podniky. Finální spotřeba energie: pro interní porovnání uvnitř podniku a jako základ pro výpočet emisí látek, které znečišťují atmosféru (viz kapitola 3.2.2). Primární energie Chemická energie, která je neobnovitelná (surová ropa, zemní plyn, černé uhlí, hnědé uhlí, uranová ruda, atd.) a obnovitelná energetická média (dřevo, vodní elektrárny, větrné elektrárny, sluneční záření, geotermální energie, atd.). Sekundární energie Primární energie po zpracování a/nebo konverzi. Příklady: topný olej a topný plyn z rafinérií, uhelné brikety, elektřina z generátorů, uhlí z lesa). Finální energie Média sekundární energie, která jsou k dispozici pro spotřebitele (před poslední konverzí v požadované energetické službě. Příklady: topný olej v nádrži, benzín v nádrži, nafta v nádrži, letecký petrolej v nádrži, zemní plyn z plynovodu, uhlí ve sklepě, dřevo u domu, elektřina ze zásuvky, elektřina z nadzemního vedení). Obrázek 9: Primární, sekundární a finální energie Spotřeba primární energie je tvořena spotřebou energie pro zajištění dané energie a spotřebou na těchto vozidlech (obrázek 10). Spotřeba energie pro zajištění energie zahrnuje: Spotřebu energie plynoucí z výroby energie: část energie používaná pro zajišťování, přepravu a konverzi média primární energie (např. surová ropa, černé uhlí, uran) na médium finální energie jako např. benzín, naftu a elektřinu. Spotřebu energie z rozvodného systému energie: to zahrnuje ztráty nebo energii používanou pro přenos energie na vozidla. Spotřeba energie na vozidle (finální energie): když lokomotiva pracuje, používá se finální energie (nafta nebo elektřina) přímo. Tato spotřeba rovněž zahrnuje další spotřebu pro topení, klimatizaci, osvětlení, stravovací služby, atd. Finální energie by se měla měřit přímo na lokomotivě. Použité palivo (množství nafty) nebo spotřeba energie sebrané sběračem by měly být brány v úvahu jako měřítko pro množství použité finální energie. Často se stává, že nejsou k dispozici hodnoty naměřené na lokomotivě a je možno získat pouze hodnoty ze vstupu do rozvodny. V tomto případě by na obrázku 11 měla být uvedena nějaká realistická výše ztráty z rozvodny. Strana 17

18 Spotřeba primární energie Spotřeba energie ze zajištění energie Výroba energie Rozvod energie Spotřeba finální energie (na vozidle) Ložisko Rafinérie / Vozidlo primární energie elektrárna Obrázek 10: Složení spotřeby primární energie Podrobné energetické řetězce pro dieselovou a elektrickou trakci jsou uvedeny na obrázku 11. Důležité hodnoty (výstup primární energie a finální energie z nádrže na naftu nebo ze sběrače) jsou zvláště zdůrazněny. Spotřeba primární energie Zajištění energie Výroba energie Distribuce energie Spotřeba finální energie Dieselová trakce Elektrická trakce Účinnost (%) Účinnost (%) Fosilní Nukleární Vodní, větrné Výroba primární Výroba primární energie 100% energie 100% 100% 100% Doprava do rafinérie Doprava do rafinérie/elektrárny Vstup do rafinérie Vstup do elektrárny Konverze v rafinérii Konverze v elektrárně Výstup z 89% 100% Výstup z rafinérie elektrárny 38% 100% 33% 100% 100% 100% Doprava do Doprava do bodu užití rozvodny Vstup do rozvodny 37% 32% 97% Transformace v rozvodně Výstup z rozvodny 34% 30% 90% Bod užití Přenos v nadzemním vedení Naftová nádrž Dieselová lokomotiva 88% 99% Sběrač 34% 90% 30% 90% 90% 90% Elektrická lokomotiva Obrázek 11: Energetické řetězce a účinnosti pro železniční trakci 1 1 Dieselový motor má mnohem nižší účinnost než motor elektrický. To nemá vliv na navrhovaný výpočet primární energie. Strana 18

19 Postup při výpočtu Spotřeba finální energie pro každé energetické médium může být určena z vnitřní spotřeby železnice a statistiky nákladů. Pro elektrickou trakci je třeba dále znát procentuální podíl jednotlivých energetických médií na železnicích a jejich aktuálně používanou kombinaci (obrázek 12). Tato aktuálně používaná kombinace je rovněž důležitým základem pro výpočet emisí znečišťujících ovzduší (viz kapitola 3.2.2). Zdroj energie DB AG SBB AG SJ SNCF (97) DSB (97) FS (97) Hnědé uhlí ,8% Černé uhlí - - Surová ropa ,2% Zemní plyn - - 5,7 92,5 79,2 Atomová energie 28,2% Vodní energie 9% 100% 100% 35 0,1 18,6 Větrná a jiná energie 0,9% - - 0,3 7,4 2,1 Obrázek 12: Aktuálně používaná kombinace pro železniční provoz v roce 1999 Spotřeba primární energie se normálně počítá na základě použitého média finální energie (obrázek 11). Pro fosilní energetická média (surová ropa, uhlí, zemní plyn, atd.) existuje standardní konverzní postup. Spotřeba finální energie se počítá s účinnostmi. Pro obnovitelné zdroje energie a atomovou energii neexistuje žádný standardní konverzní postup pro konverzi primární energie (to znamená pro výpočet výhřevnosti). Ve shodě s metodami Mezinárodních statistických výborů (EUROSTAT, IEA, ECE) by se měly používat následující účinnosti primární energie pro odhad zajišťování energie od primární energie až po výstup z elektrárny nebo rafinérie (obrázek 9), pokud nebudou k dispozici žádná specifická data pro danou zemi: Jaderná energie: 33% Elektrárny na fosilní paliva (uhlí, ropa, plyn): 38% 2 Obnovitelné zdroje energie (vodní energie, větrná energie, atd.): 100% Pro kombinované (kogenerační) teplárny a elektrárny se vyprodukované teplo bere v úvahu při určování faktorů účinnosti. U elektrické trakce dochází ke ztrátám energie u přenosu elektřiny z elektrárny ke sběrači lokomotivy. To nastává při transformaci v rozvodně a při přenosu v silových kabelech. V závislosti na technických systémech, které jsou používány, se tato ztráta různě mění. V Německu se uvažuje o celkové ztrátě ve výši 10%, ve Švýcarsku 13% 3 a ve Švédsku se jedná o ještě vyšší hodnoty. 2 Ve Švédsku se daný ukazatel bere jako 40% pro uhlí, ropu a zemní plyn (Vattenfall AB, Stockholm, Posouzení pro dobu životnosti učiněné pro výrobu elektřiny u firmy Vattenfall), ve Švýcarsku se daná hodnota bere jako 38% pro hnědé uhlí a černé uhlí, koks, surovou ropu a zemní plyn (Spolkový úřad pro životní prostředí, les a zemědělství, Bern 1999, svazek 307, "Grey Energy"). 3 Ekologický seznam pro energetické systémy, Spolkový úřad pro hospodaření s energií, Bern, 1996, příloha B, Dopravní a stavební procesy, strana 31 a data od SBB. Strana 19

20 Pro dieselovou trakci dosahuje ztráta mezi rafinérií a naftovou nádrží zhruba 1%. Související činnosti (např. posun) nebo energetická spotřeba spojená s těmito činnostmi mají být pokud možno přiřazovány k příslušné dopravě. Aby byly vypočtené energetické hodnoty srovnatelné, musejí být uvedeny v kilojoulech (kj) pro primární energii a v kwh pro finální energii. Výběrem uvedených jednotek je možno zdůraznit rozdíl mezi změřenou spotřebou finální energie (v kwh) a teoreticky vypočtenou primární energií (výhřevnost primárních paliv v joulech). Obrázek 13 obsahuje nejdůležitější konverzní faktory z hmotnosti (v kg) nebo objemu (v l nebo m 3 ) používaných energetických médií k jejich energetickému obsahu (v kj, kcal a kwh). 1 kg černého uhlí (SKE) ,14 1 kg jednotky surové ropy (ROE) ,63 1 m 3 zemního plynu ,82 1 kg nafty ,93 1 kg benzínu ,10 1 kg leteckého petroleje ,94 1 l nafty ,93 1 l benzínu ,78 1 l leteckého petroleje ,50 kg SKE kg ROE m 3 zem. kg kg let. l let. kg nafty l nafty l benzínu plynu benzínu petroleje petroleje 1 kilojoule (kj) 0, , , , , , , , , kilokalorie (kcal) 0, , , , , , , , , kilowatthodina (kwh) 0, , , , , , , , , kg černého uhlí (SKE) 1 0, , , , , , , , kg jednotky surové ropy (ROE) 1, , , , , , , , m 3 zemního plynu 1, , , , , , , , kg nafty 1, , , , , , , , kg benzínu 1, , , , , , , , kg leteckého petroleje 1, , , , , , , , l nafty 1, , , , , , , , l benzínu 1, , , , , , , , l leteckého petroleje 1, , , , , , , , Obrázek 13: Konverzní faktory pro energetické jednotky 4 Je třeba, aby se pro všechny informace zvažovala kvalita dat. Mělo by se uvést, zda byla získána měřením, odhadem nebo extrapolací. Kromě toho by měly být uvedeny přesnost a konverzní faktory. 4 Data převzata z energetických ukazatelů z roku 1999 Spolkového ministerstva obchodu a techniky, Bonn, únor 1999; založeno na nižší výhřevnosti energetického média. Strana 20