„Elektrifikace je nejúčinnějším prostředkem“

Budoucnost je digitální, klimaticky neutrální a elektrická! Naše poslání je shodné s posláním společnosti All Electric Society (AES). Dr. Daniel Nordsiek, ředitel inovačního centra v Mindenu, se ptá Dr. Larse Müllera, člena představenstva Rail Campus OWL e.V. a vedoucího obchodní linie Testing Services společnosti DB Systemtechnik GmbH, jak AES ovlivňuje železniční průmysl.

Dr. Daniel Nordsiek: Plně elektrifikovaná společnost popisuje vizi uhlíkově neutrálního a udržitelného světa, ve kterém jsou naše dodávky energie v podstatě založeny na obnovitelných zdrojích. Hraje plně elektrifikovaná společnost roli i na železnici? 

Dr. Lars Müller: Plně elektrifikovaná společnost pro nás není nic nového. U železničních tratí se již dlouho plánuje komplexní elektrifikace v plném rozsahu. Na elektřinu jezdíme již téměř 150 let a zhruba 2/3 našich cest v současnosti zahrnuje udržitelně vyráběnou elektrickou energii. Pouze elektrifikované železnice jsou rychlé, schopné přepravovat těžké zboží a nabízejí flexibilitu, proto jsou efektivní modernizované tratě obecně elektrifikovány.

Jsou tedy problémem zdroje energie?

Dr. Lars Müller: Ich bin überzeugt davon, dass das Ziel ausreichend Energie aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen, realistisch ist. Viele unserer Züge fahren bereits heute CO2-neutral – also mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Aber diese Stromquelle ist nicht immer verfügbar – ich muss ihn also speichern. Das Problem ist demnach nicht, wie ich den Strom erzeuge, sondern wie ich ihn speichere.

Do jaké míry jsou Deutsche Bahn již dnes elektrifikované?

Dr. Lars Müller: V současné době je elektrifikováno celkem 61 % železniční sítě, přičemž 90 % kilometrového nájezdu na železnici je realizováno čistě na elektřinu, což je skutečně velký podíl. Konkrétně toto číslo činí 99 % u dálkové osobní dopravy, 97 % u nákladní dopravy a 81 % u lokální dopravy.*

To jsou čísla pro Německo?

Dr. Lars Müller: Ano. V ostatních státech je situace jiná, protože elektrická síť v Evropě je velmi nejednotná. Téměř každá země v oblasti železniční dopravy používá jiné napětí. A proto je elektrickými trolejemi vybavena jen asi polovina železničních hraničních přechodů. V rámci Evropy se Německo nachází přibližně uprostřed, pokud jde o procento elektrifikovaných železničních tratí. To znamená, že jsme velkým hráčem: když se podíváte na elektrifikované kilometry tratí, věci vypadají opět jinak.**

Jaké strategie jsou v Německu připraveny pro další expanzi? Zaměřujete se čistě na elektrifikaci všech tratí, nebo postupujete různými cestami?

Dr. Lars Müller: Začněme s výstavbou nových tratí: elektrifikace je jasná volba. Nových tratí se ale tolik nestaví. V důsledku toho je hlavní hnací silou expanze, tedy zpětná elektrifikace. Pro tento účel jsme vytvořili různé programy: cílem je, aby do roku 2030 bylo elektrifikováno 75 % tratí. Chceme zintenzivnit naše úsilí především v místní dopravě, nákladní dopravě a v přístavních železnicích. V oblasti dálkové dopravy jsme již cíle dosáhli.

Jaké problémy musíte řešit v souvislosti s trakčním proudem?

Dr. Lars Müller: Trakční proud je napájen střídavým proudem a má napětí trolejového vedení 15 kV a frekvenci 16,7 Hz. Přeprava elektřiny je důležitá věc, protože část z ní se spotřebuje již v síti. Zatímco vlak jede, využívá elektřinu. Musíme tedy přepravit více, než kolik spotřebujeme. A to nás přivádí k výzvě, která má dopad na plně elektrifikovanou společnost a samozřejmě i na nás: k otázce uchovávání. Mimo letní měsíce se musíme smířit s tzv. energetickým poklesem: V těchto obdobích větrná energie a fotovoltaické systémy nedodávají buď žádnou elektřinu, nebo pouze malé množství v důsledku toho, že nefouká žádný nebo jen velmi slabý vítr a současně je málo světla. Tato problematika však nemá dopad pouze na železniční provoz, jedná se o společensko-politický problém, který budeme schopni vyřešit pouze společným úsilím politiky, obchodního sektoru a výzkumu.

Technologie bateriových úložišť by byla lokálním řešením pro trasy, které nejsou elektrifikované. Neexistují bateriové lokomotivy?

Dr. Lars Müller: Ano, máte uloženou konvenční elektřinu. Ta se pak používá a dobíjí. Na rozdíl od domácností však není možné ukládat elektřinu v období, kdy je přebytek CO2 neutrální elektřiny, protože poptávka po elektřině je příliš vysoká. Nemáme na výběr: musíme nabíjet, jezdit, nabíjet, jezdit.

Hrají digitalizace a vyšší míra automatizace roli i v železniční dopravě, aby bylo možné cestovat efektivněji a snížit tak spotřebu energie?

Dr. Lars Müller: Ekvivalentem energeticky úsporné jízdy, jak ji známe z automobilů, kde se jí říká „jízda s jedním pedálem“, by bylo nechat vlak jet bez využití brzdné energie, protože i rekuperační brzdění je ztrátové. Bylo by to však možná na úkor přesnosti. Úkolem je využít případné časové rezervy během jízdy vlaku tak, aby se vlak rozjel. Před zastavením vlaku ve stanici se tedy vlak nezpomalí, ale nechá se vyjet. Ještě efektivnější by bylo, kdyby se během jízdy průběžně zjišťovala tzv. cestovní časová rezerva a rychlost vlaku by se pak snížila. Tím by se ušetřila další energie!

Jaké páky nabízí automatický provoz vlaků (ATO)?

Dr. Lars Müller: Automatická jízda má jednoznačné výhody: místo vybíhání mohu dříve snížit rychlost, a tím se stát ještě efektivnějším. V současné době realizujeme v Hamburku projekt s digitálním S-Bahnem, který se zaměřuje na energeticky úspornou jízdu. Dalším efektem ATO je dochvilnost: odstraněním lidského faktoru se stáváte výrazně spolehlivějšími. Spolehlivost znamená také zlepšení schopnosti plánovat energeticky optimalizované jízdy, což je jediný způsob, jak můžeme jezdit pomaleji a přesněji s předvídavostí. Efektivita a dochvilnost tedy nejsou konkurenční cíle - mohou se vzájemně posilovat prostřednictvím ATO!

Jaké jsou v současnosti hlavní výzvy, pokud jde o energetické otázky? 

Dr. Lars Müller: Pro mě je největší výzvou přechod od fosilních paliv a zajištění dostupnosti energie prostřednictvím možností jejího dlouhodobého skladování. To může být cesta k plně elektrifikované společnosti. Optimalizace v rámci elektrického systému v současnosti postrádají smysl. Postupy a procesy jsou příliš mírné a pouze dílčí. Výroba energie a odklon od fosilních paliv – to jsou velké problémy. 

Alternative Kraftstoffe, die mit CO2-neutraler Energie erzeugt werden, sind eine Option, um Diesel zu ersetzen. Die Streckenelektrifizierung ist das effizienteste Mittel von allen. Dafür braucht man aber wie immer Geld. Und man benötigt Programme, denn dafür müssen über längere Zeit Strecken gesperrt werden.

Co očekáváte od společnosti HARTING?  

Dr. Lars Müller: Společnost HARTING je stejně jako DB Systemtechnik GmbH zakládajícím členem RailCampus OWL v Mindenu a v rámci Německého výzkumného centra pro budoucí mobilitu provádí výzkum inovativních spojovacích technologií pro železnice. DB Systemtechnik tyto nové technologie zkouší a pomáhá výrobcům je neustále zdokonalovat.  Myslím si tedy, že směr partnerství byl nastaven, a těším se na pokračování naší vynikající spolupráce.

tec.news: Pane Müllere, děkuji vám za rozhovor.

Zdroj:

*https://www.allianz-pro-schiene.de/themen/infrastruktur/elektrifizierung-bahn/

**https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_L%C3%A4nder_nach_Eisenbahnnetz