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

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

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

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

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

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 (%) 12 1 8 6 4 2 politika EU v oblasti energetiky a klimatu do roku 23 ER EP celkm zdroje fosilní zdroje výchozí spot eba cílová spot eba 2 4 6 8 1 12 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) 12 1 8 6 4 2 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%

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% % 213 214 215 216 217 218 219 22 221 222 223 224 225 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

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 18 16 14 12 1 8 6 4 2 29 21 211 212 213 214 215 216 217 letopo et (rok) Page 13 investice do obnovitených zdroj (K /obyvatele /rok) Investice do obnovitelných zdroj (217) zdroj: Bloomberg New Energy Finance 1 935 9 8 7 6 5 4 3 2 116 1 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

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

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 1 1 1 1 1 p epravní proud (osob/h) Page 18

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) 2 15 1 5 Ni CD Pb Li Fe PO4 Li Mn Ni Co C Page 2

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

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

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

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) 12 1 8 6 4 2 sankce za uhlíkovou stopu (EU 443/29) 8 1 12 14 16 18 2 jmenovitá uhlíková stopa (g/km) sankce (K /v z) sankce za uhlíkovou stopu (EU 443/29) 3 25 2 15 1 5 3, 3,5 4, 4,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 7,5 8, jmenovitá spot eba nafty (litr/1 km) Page 28

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):,73. 13 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

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 72 255 os km/rok st ední obaszení osobního automobilu 1,3 os/v z ro ní b h osobního automobilu 1 471 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

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) 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 denní dojezd elektromobilu p i povrchovém nabíjení 6 m2 p m rný automobil v R FV denní dojezd st ední denní FV dojezd 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 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 2 4 6 8 1 12 rychlost jízdy (km/h) Page 34

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: 1 2 3 4 5 6 7 Udržitelné osídlení, Udržitelná mobilita, Udržitelná energetika, Udržitelné klima, Udržitelné životní prost edí, Udržitelé pracovní síly, Udržitelná ekonomika. Page 36

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 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 p epravní proud (osob/den) Page 38

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 1 1 1 1 1 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 %) 5 48 46 44 St edo eský a Praha 42 4 Jiho eský 38 Plze ský 36 Karlovarský 34 Ústecký 32 3 Liberecký 28 Královéhradecký 26 Pardubický 24 22 Vyso ina 2 Jihomoravský 18 Olomoucký 16 Zlínský 14 12 Moravskoslezský 1 celkem 8 6 mimo S a Prahu 21 211 212 213 214 215 216 217 letopo et (rok) Page 4

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) 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 24 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 216 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 (%) 52 51 5 49 48 47 46 45 44 43 42 5,6 21 211 212 213 214 215 216 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

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 4 826 Liberecký 454 Královéhradecký 2 62 Pardubický 7 93 Vyso ina 1 382 Jihomoravský 5 913 Olomoucký 7 782 Zlínský 2 38 Moravskoslezský 8 635 celkem 49 585 p eprava (osob/den) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 cestování železnicí z Prahy a do Prahy 217 Page 44

Je pravdivý výrok: hustá železni ní sí p ináší státu bohatství? EU 214 stát délka žel. sít km/mil. obyv HDP PPS/obyv Belgie 317 33 eská republika 99 23 8 Dánsko 35 1 Finsko 741 3 5 Francie 444 29 6 Irsko 37 37 7 Itálie 276 26 6 Lucembursko 431 74 5 Ma arsko 677 18 7 N mecko 513 34 6 Nizozemí 18 36 Polsko 44 18 6 Portugalsko 244 21 2 Rakousko 65 35 7 ecko 231 19 4 Slovenská republika 626 21 3 Spojené Království 227 29 9 Špan lsko 244 24 7 Švédsko 1 157 34 1 Page 45 pom rný HDP (PPS/obyv) vliv délky železni ní sít zemí EU na HDP (214) 8 7 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 1 1 2 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 19 881 411 St edo eský kraj 971 399 682 Praha a St edo eský kraj 59 635 29 Jiho eský kraj 1 529 361 699 Plze ský kraj 1 225 44 565 Karlovarský kraj 1 656 291 34 Ústecký kraj 1 24 334 249 Liberecký kraj 1 248 335 21 Královéhradecký kraj 1 297 378 326 Pardubický kraj 1 45 348 996 Kraj Vyso ina 1 225 353 587 Jihomoravský kraj 667 424 994 Olomoucký kraj 949 339 556 Zlínský kraj 613 381 168 Moravskoslezský kraj 551 357 939 eská republika - celkem 96 432 6 pom rný HDP (K /obyv) vliv délky železni ní sít kraj R na HDP (215) 7 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 1 1 2 1 4 1 6 1 8 pom rná délka železni ní sít (km/mil. obyv) Page 46

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 9 8 7 6 5 4 3 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

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 18 18 16 16 náklady, výnosy (K /km) 14 12 1 8 6 náklady, výnosy (K /km) 14 12 1 8 6 4 4 2 2 náklady výnosy náklady výnosy Page 5

Vliv elektrického provozu na ekonomiku nákladní dopravy 45 m rné náklady nákladní vlakové dopravy (sm rné hodnoty) m rné náklady (K /km) 4 35 3 25 2 15 1 5 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 2.12.216). 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

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

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) 6 5 5 5 4 5 4 3 5 3 2 5 2 1 5 1 5 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95 1 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.

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 3 28 26 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95 1 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

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

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

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

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

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 1.1.225), 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

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 2. 1. 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 2. 1. 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

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

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

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

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

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) 25 2 15 1 5 DMU IP EMU % IP EMU 5 % EMU 4 3 3 2 2 1 1 emergie (mil. kwh/rok); uhlík (mil. kg CO2/rok) Page 8

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 216 217 rozdíl pom r (%) p eprava osob/rok 179 171 51 183 24 149 3 852 639 12,2 p epravní výkon os km/rok 8 843 41 9 497 569 654 159 17,4 st ední p epravní vzdálenost km 49,4 51,9 2,5 15,1 meziro ní p ír stek 216-217 p eprava osob/rok 3 852 639 p epravní výkon os km/rok 654 159 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 69 86 25 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

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 16 14 12 1 8 6 4 2 doba cesty (min) Page 84 automobil CR vlak HS vlak spot eba energie (kwh) uhlíková stopa (kg CO2)

D kuji Vám za Vaši pozornost! Ji í Pohl Siemens Mobility, s.r.o. Siemensova 1 155 Praha 13 Czech Republic E-mail: jiri.pohl@siemens.com Page 85