Słupy, przewody, podstacje, nowe przyłącza, a czasami także przebudowa tuneli czy wiaduktów sprawiają, że modernizacja lokalnej linii kolei potrafi zamienić się w gigantyczną inwestycję. Właśnie dlatego coraz ciekawiej wygląda pomysł, aby zamiast elektryfikować każdy kilometr torów, pozwolić pociągowi zabrać część potrzebnej energii ze sobą.
Chicago dostanie elektryczne pociągi, które poradzą sobie bez trakcji
Chicago Metra zamówiła od firmy Stadler osiem składów FLIRT z napędem akumulatorowym. Nowe pociągi mają docelowo zastępować pojazdy spalinowe na trasach, których pełna elektryfikacja byłaby zbyt kosztowna, a wejście pierwszych składów do regularnej eksploatacji zostało zaplanowane na 2028 rok.
Czytaj też: Diesel na bocznych trasach ma nowego wroga. Oto pierwszy taki pociąg przyszłości
Sama koncepcja nie sprowadza się jednak wyłącznie do włożenia wielkiego akumulatora pod podłogę wagonu. Pociąg może uzupełniać energię na kilka sposobów. Akumulatory litowo-jonowe można ładować na stacjach i zapleczach technicznych z istniejącej infrastruktury 480 V, poprzez specjalnie przygotowane punkty ładowania, a dodatkowo także podczas jazdy za pomocą odzysku energii przy hamowaniu.
Ten ostatni element brzmi zapewne znajomo dla każdego, kto interesował się samochodami elektrycznymi. Podczas zwalniania silniki trakcyjne przechodzą w tryb generatora i odzyskują część energii kinetycznej pociągu, zamiast zamieniać ją wyłącznie w ciepło na układzie hamulcowym. Przy składzie zatrzymującym się wielokrotnie na jednej trasie ma to zdecydowanie większe znaczenie niż przy samochodzie jadącym przez godzinę autostradą.
Najważniejszy jest brak przewodu nad każdym kilometrem toru
Dla mnie najbardziej interesującym elementem całego projektu nie jest więc nawet sam FLIRT. Jest nim możliwość zmiany sposobu, w jaki projektujemy elektryfikację kolei. Według wcześniejszych informacji Metry nowe składy mają być w stanie przejechać około 72-105 km bez zewnętrznego zasilania, zależnie od warunków eksploatacji. Tymczasem jedna z tras rozważanych dla nowych pociągów, Beverly Branch między LaSalle Street a Blue Island, ma około 26 km. Nie potrzeba więc gigantycznego akumulatora wystarczającego na przejazd przez pół stanu. Wystarczy taki, który pozwoli przejechać fragment bez trakcji, a później ponownie uzupełnić energię.
Czytaj też: XIX-wieczni Anglicy mieli problem z pociągami. Naukowcy zidentyfikowali pozaziemski czynnik, który go wywołał
Właśnie w tym widzę największy potencjał pociągów akumulatorowych. Klasyczna elektryfikacja nadal jest świetnym rozwiązaniem na intensywnie wykorzystywanych magistralach. Pociąg nie musi wtedy wozić ciężkich akumulatorów i może pobierać energię z sieci praktycznie bez przerwy. Tyle że lokalna linia, po której kursuje kilka czy kilkanaście składów na godzinę lub nawet mniej, może nie uzasadniać budowy całej infrastruktury trakcyjnej.
Jeżeli więc zamiast elektryfikować 100 km torów wystarczy przygotować kilka lub kilkanaście kilometrów odcinków z zasilaniem, stację końcową z ładowarką i wykorzystać istniejącą sieć tam, gdzie już się znajduje, to cały ten rachunek wygląda zupełnie inaczej.
Akumulator nie zastąpi trakcji. Może jednak zastąpić diesla
Nie ma przy tym sensu przedstawiać pociągów akumulatorowych jako następcy wszystkich klasycznych składów elektrycznych. Im dłuższa trasa, cięższy pociąg i większa częstotliwość kursowania, tym więcej argumentów przemawia za tradycyjną elektryfikacją, co obejmuje nawet tak prozaiczne kwestie, jak straty energii oraz zużywanie się akumulatorów. Wisienką na torcie jest oczywiście sama dodatkowa waga, którą trzeba wozić bez względu na to, ile energii drzemie w akumulatorze.
Czytaj też: Takim pociągiem na wodór chciałbym się przejechać. Co jednak robi niemiecki kawał stali w Rumunii?
Na krótszych połączeniach takie równanie zaczyna się jednak odwracać, bo do tej pory bardzo często wybór sprowadzał się do dwóch możliwości – albo pozostawienia trakcji spalinowej albo wydania ogromnych pieniędzy na pełną elektryfikację. Akumulatory dodają tym samym trzecią opcję, czyli elektryfikację tylko tam, gdzie naprawdę jest potrzebna. Nie jest to również technologia istniejąca wyłącznie w zapowiedziach, bo akumulatorowe FLIRT-y Stadlera wożą pasażerów w Niemczech od 2023 roku.
Zresztą już kilka lat temu elektryczne pociągi z akumulatorami wyglądały na zaskakująco sensowny sposób na zastąpienie diesli. Dzisiaj znacznie mniej mówimy jednak o eksperymentach, a więcej o całych flotach zamawianych do normalnej eksploatacji. Podobnego problemu dotykają zresztą wodorowe pociągi projektowane dla lokalnych linii, bo również próbują odpowiedzieć na jedno pytanie: jak pozbyć się diesla tam, gdzie budowa trakcji zwyczajnie nie chce się finansowo spiąć?
Źródła: Stadler
