Domů
Elektromobilita
Studie: E-vlaky mají být až o třetinu levnější než jejich vodíkové protějšky

Studie: E-vlaky mají být až o třetinu levnější než jejich vodíkové protějšky

Německá studie tvrdí, že provozovatelé železnic by mohli při výměně dieselových motorů značně ušetřit výběrem vlaků poháněných elektrickou energií z baterií. Elektrické vlak mají být o více než třetinu levnější než jejich vodíkové protějšky.

Ne všechny vlakové linky mohou být elektrifikovány buď z důvodu nákladů na elektrifikaci nebo technické neproveditelnosti vlivem omezení z důvodu útesů, lesů nebo tunelů. Vzhledem k rostoucímu tlaku na snižování emisí v dopravě dieselové motory budou muset být v budoucnu nahrazeny jinou alternativou.

Německo se zavázalo ke sešrotování všech dieselových lokomotiv do roku 2050, což znamená, že po roce 2025 už nebudou tento typ lokomotiv nakupovat. Alternativním řešením v dnešní době jsou palivové články nebo baterie.

Asociace pro elektrické, elektronické a informační technologie (VDE), založená Německou vládou, publikovala minulý týden studii, ze které vychází, že navrhované vlaky poháněné bateriemi mohou vyjít až o 35 % levněji než vlaky poháněné vodíkem.

Tato studie bude podkladem k informování 16 německých regionů o tom, jaké možnosti jsou k dispozici pro obtížně elektrifikovatelné linky.

Studie VDE vychází z předpokladu, že provoz vodíkových vlaků bude oproti bateriím vysoce nákladný. Rovněž poukazuje na to, že během 30 let provozu musí být palivové články vyměněny až sedmkrát. International Rail Journal však uvádí, že studie nebere v úvahu levnější, ne tak čisté formy vodíku.

Studie předpokládá, že palivem bude dražší „zelený vodík“ vyrobený spíše z obnovitelných zdrojů než ze zemního plynu. A že náklady na elektřinu budou vysoké, aniž by se zohlednila skutečnost, že k elektrolýze vodíku by mohlo docházet v noci, když jsou ceny elektřiny nejlevnější.

Potřebujete být v obraze ohledně elektromobility?

Každý den pečlivě vybíráme nejdůležitější informace z oblasti elektromobility a odesíláme je odběratelům do jejich e-mailové schránky. Přihlaste se k odběru Monitoringu oEnergetice.cz také a nic vám neunikne.
Naposledy jsme informovali o:
Škoda Auto posílila pozici ve Volkswagenu. Vyrobí baterie do Enyaqů i elektromobilů koncernu
18. květen 2022, 06:30
České firmy chtějí elektromobily ve vozovém parku. Jen je nemají kde nabíjet
17. květen 2022, 16:55
Vyzkoušejte Monitoring oEnergetice.cz na 14 dní zdarma!

Mohlo by vás zajímat:

Komentáře(19)
Bizon
11. srpen 2020, 16:29

Ale, asociace už pochopila, že když cyklus elektrolyzér-palivový článek provaří 75% energie, tak se to ekonomicky asi moc nerentuje! Vždycky jsu rád když politické/ideologické zadání narazí na fyzikální realitu a problém se konečně začne řešit reálně(google->obrázky:"hype cycle").

Osobně vnímám i baterky jako lechce kontroverzní, ale proti vodíku je vítěž minimálně zatím jasný, prakticky přesně 3x vyšší efektivita (75% účinnost akumulátor + elektromotor je optimistických, ale dosažitelných)

Carlos
11. srpen 2020, 18:53

Ano, ale zase máte 33kWh vs 100-300Wh na kilogram.

Problém je váha těch baterií, vemte si že 1.3MW lokomotiva jako Brejlovec bere mezi 250l (modernizované) a 400l (původní) nafty na 100km. To je nějakých 1000-1600kWh, tedy potřebujete odhadem 10t baterií na 100km. A do mašiny se nedá dát dnes asi více než 15, možná 20t, protože nesmíte jít s hmotností přes asi 88t, ale reálně potřebujete naftové lokomotivy s hmotností 18t na nápravu, tedy něco kolem 70t.

Mne by spíš zajímala omezení z důvodu lesů a útesů, eventuálně tunelů, mě to připadá dost zvláštní.

Co bych viděl jako reálnou alternativu a pak obejítí toho celého jsou lokomotivy na lih, nebo parní lokomotivy spalující torefikovanou biomasu. Záleží tedy mimo jiné na tom kde ty tratě mají být a co se po nich má vozit. Pokud je to nějaká vedlejší trať kde jednou za rok jezdí měsíc odklony nákladních vlaků, nebo tam jezdí více méně jenom turistické spoje, tak mít 2-3 555 upravené na spalování biomasy, nebo i něco menšího je asi nejrozumnější řešení. Pokud to má ale sloužit dennímu provozu, pak je spíš myslím otázka zda se nemají hledat nějaké jiná řešení včetně přeložek tratí.

Umím si představit malé motoráky s výkonem do 200kW a bateriemi podobnými/shodnými jako jsou v autech, umím si představit bateriové posunovací lokomotivy, ale neumím si představit traťovou lokomotivu na baterky.

Josef
12. srpen 2020, 00:03

1) lokomotiva musí velkou hmotnost protože koleje mají malé tření, takže hmotnost baterie je do určité míry žádoucí, elektrické lokomotivy mají umělé zátěže, aby nepodkluzovaly.

2) budoucnost míří k tzv. hybridům, vlak má malou baterii na ujetí řádově desítek km neelektrifikované tratě,( popřípadě na dojetí do stanice v případě výpadku el. energie.) jak najede na el. trať tak se baterie dobíjí, to umožňuje provoz vlaků bez spalovacího motoru i na částečně elektrifikovaných tratích není pak nutné elektrifikovat například tunely nebo krátké málo využívané tratě, protože je vlaky zkrátka projedou na baterie.

3) elektrifikace velké části dnes neelektrifikovaných tratí je krajně neekonomická a neekologická. Podíl vlaků na emisích CO2 z dopravy je v ČR asi 1% takže jen cca 0,2% na celku. V Německu je to podobné. Uvažovat o 100% elektrifikaci železniční dopravy je politický ideologický nesmysl.

Carlos
12. srpen 2020, 01:45

1) Maximální hmotnost lokomotivy je dána počtem náprav a minimální třídou zatížení tratí, to je zase dáno únosností svršku/spodku a opravdu v ČR máme ještě dost tratí v oblasti zatížení mezi 18 a 20t na nápravu.

2) Ano, ty systémy hybridů existují, ale pak se lokomotiva pohybuje s podstatně sníženým výkonem.

3) Vzhledem k faktické přetíženosti elektrifikovaných tratí se u nás stále bude elektrifikace dalších tratí vyplácet. Znovu Vás musím upozornit že jsme součástí EU a železnice tvoří integrální část celoevropské sítě, fakticky vyčerpaná kapacita několika hlavních úseků pak znamená nemožnost vozit zboží mezi zeměmi EU. Aby se toto dalo nějak řešit, tak se bude muset elektrifikovat poměrně dost dalších úseků i na tratích, které se podle Vás asi nevyplatí. On s tou elektrifikací je totiž spojen mimo jiné i benefit vyššího normativu hmotnosti a vyšší rychlosti vlaku. Adepti na elektrifikaci jsou tu známí už velmi dlouho.

Další co se bude elektrifikovat budou přípojené tratě v dosahu velkých měst, nebo vedoucí do místních center. Další věc která se bude muset pak časem udělat je posílení odolnosti systému, takže trojúhelníky a elektrifikované spojky. Třeba se tak pravidelně ukazuje problém s neelektrifikovanou tratí přes Kyjov a neexistencí spojky v M. Písku do Bzence Přívozu. Doprava na Brno pak celé hodiny zbytečně stojí.

Stejný problém je Třebovsko, stejný problém je Koridor Přerov-Bohumín, to rozumě nejde objet. Z Evropského hlediska by pak bylo dobré mít drát z Hradce do Znojma v celé délce, pak by to kolem Znojma chtělo spojku na Břeclav... A z toho pak začnou dávat smysl elektrifikace dalších tratí, protože to umožní vedení přímých vlaků

Trať kde elektrifikace asi zatím nikdy nevyšla byť by mohla pomoci je Týniště-Letohrad, která by odvedla část dopravy z údolí Orlice.

Reálně by těch možností pro elektrifikaci mohlo být daleko víc a mohly by stáhnout potom nějaký objem dálkových přeprav, takže bez efektu by to rozhodně nebylo.

Martin Pácalt
12. srpen 2020, 10:20

Jen pro informaci, počítáte ve Vašem výčtu s vybudováním VRTek, které uvolní stávající dvojkolejky pro další nákladní a místní osobní dopravu?

Carlos
12. srpen 2020, 11:06

Z těch VRT pomůže tomu tak maximálně ta z Přerova na Ostravu a to ještě jenom pokud se napojí nějak inteligentně v Prosenici. Navíc ta bude až někdy ve 2030-2040+, kapacita chybí teď. Další věc je že i když bude VRT, tak stejně projde trať kolem Labe přestavbou na 200-230, dohromady s delší trasou na Brno to asi moc vlaků nestáhne z Třebové. Ano, pomůže to mírně, ale asi ne tak moc jak se prezentuje veřejnosti.

Další věc je že VRT jsou plánované zhruba radiálně od Prahy, ale potřeba přeprav mezi oblastmi EU je spíše poledníková, je to dáno naší geografií. Dole je rovnoběžkově orientovaný Dunaj a Panonie, nahoře rovinaté Polsko a mezi tím je Karpatský oblouk a kousek nízkých kopců u nás. A tady ten směr je ve 20. století opomíjený. VRT mezi Prahou a Brnem třeba uvolní každou hodinu jenom asi 2 sloty pro daný směr, někde kde vlaky už teď jezdí skoro s rovnoběžným grafikonem, a to jenom pokud tam někdo neplácne další vlak. (Mezilesí-Letohrad-Ústí je součástí TEN-T). 4. koridor končí v Praze a dál nepokračuje, byť je také pod TEN-T, vlak tak musí buď na Ústí, nebo na Druhé Ústí. VRT ten problém nevyřeší. Navíc mám pochybnosti o vůli lidí kupovat si lístek na o nějakých 100km delší cestu přes Brno.

Další věc, jak jsem psal, je že nejsou tratě vhodně spojené, to je třeba případ Mezilesí-Ústí n. Orlicí, kde není přímá spojka do Třebové byť směr koridoru TEN-T je na jih. Eventuálně to pak tvoří problémy při mimořádnostech.

Přitom je ale veřejně známo kde ty problémy jsou a jak se dají řešit, ale nedělá se to. Například se ví že se dá pohodlně jezdit s nákladními vlaky z Břeclavi přes Znojmo, ví se že je tam vyšší normativ než přes Tišnov, ale že to potřebuje pár úprav, zejména elektrifikaci, je to sice na dvě úvrati, ale dá se to, ví se že tam Rakušáci běžně (asi jednou za dva roky) jezdí s odklony a že by se ušetřilo asi 100-150km zajížďky přes Vídeň a Břeclav pro vlaky směřující do Čech eventuálně Polska a ví se že nějaké 2-3 kilometry nových kolejí v Rakousku umožní nákladním vlakům ze západu + Bavorska a asi i Itálie (přes Brennerský průsmyk) se při cestě na východ Polska vyhnout Vídni (asi uznáte že není žádoucí velké město zatěžovat zbytečnou nákladní dopravou).

To je jeden konkrétnější příklad toho co by VRT nevyřešila, ale elektrifikace ano, na který se bohužel háže bobek.

astrablaster
12. srpen 2020, 12:49

M. Písek a Bzenec Přívoz jsou na stejné trati. Asi myslíte spojku ze Bzence do Bzence Přívozu.

Carlos
12. srpen 2020, 13:13

Máte samozřejmě pravdu.

Otázka je co bude stavebně a jinak jednodušší, jestli ze současné spojky udělat jenom oblouk R300m na koridor a tam odbočku, nebo udělat podobný, třeba R320-350m oblouk právě na straně k Bzenci, kde by se muselo řešit ještě stoupání. Každopádně pak by musela být odbočka jak na koridoru, tak na trati do Veselí.

Význam to alebude mít velký až v momentě kdy se začne do Brna z Břeclavi jezdit 200km/h a když projde Křenovická spojka. Některé pomalejší vlaky by totiž zbytečně vyžíraly kapacitu.

Bizon
12. srpen 2020, 15:24

1) Díky, už nějakou dobu jsem si myslel že nějaká minimální hmotnost je u lokomotiv žádoucí. Mám rád diesel-elektrické agregáty i když jsou těžší, ve válečných strojích se používají protože velké převodovky jsou drahé a náročné na výrobu, a u mašin je vyšší hmotnost do určuté míry dokonce výhoda.

2) Má to logiku a naprosto souhlasím. Elektromobily například považuju dodnes za kontroverzní, ale hybridní vlaky docela dávají smysl. Většinu času jsou na síti kde můžou dobíjet, a ne-elektrifikované úseky dají na baterky, většina takových úseků jsou lokálky kde nižší výkon a rychlost většinou nevadí.

Carlos
12. srpen 2020, 20:07

1) Minimální hmotnost neexistuje, existuje maximální, ta je dána nápravami a únosností tratě v tunách na nápravu a tunách na běžný metr. Od hmotností odvodíte tak maximální tažnou sílu, ale tu pak ovlivňuje ještě rychlost a výkon stroje.

2)

Znojmo-Břeclav: Rychlíková.

Znojmo-Havlbord: - Rychlíková

Tábor-Velenice: - Rychlíková

Havlbord-Hradec Králové - Rychlíková

Brno-Veselí: - Ryclíková

Staré Město-Kúty: - Rychlíková

Týniště-Letohrad: - Rychlíková

Ostrava-Opava: - Rychlíková

Opava-Krnov: - Rychlíková

Krnov-Glucholzay: - Rychlíková

Střelice-Hrušovany: - Rychlíková

Plzeň-Furth: - Rychlíková.

Hulín-Vsetín: - Rychlíková

Vsetín-Ostrava: - Rychlíková

Zábřeh-Mezilesí: - Rychlíková

Týniště-Meziměstí: - Rychlíková

To je jenom malý výčet tratí které bohužel zamrzly v Belle Époque. Hlavně na té z Břeclavi do Znojma a Brodu je to vidět, trať má potenciál být hlavním tahem, ale bohužel se do ní neinvestovalo protože vede jen metry od hranice, tak je dodnes zastaralá, přitom je to trať na které se dá bez přeložek jezdit 140, s úpravami 160, jenom to chce provést rekonstrukci.

Současná síť má pořád dost značná potenciál, jenom je výrazně podfinancovaná zanedbaná a někde potřebuje napravit úspory předků, tak říkajíc, které dělali protože buď neměli v určitém bodě dost peněz a nebo to tehdy nebylo třeba, to je třeba případ tratí stavebně dvojkolejných, ale jenom s jednou položenou kolejí. Tady rekonstrukce může přinést trať s kapacitou asi 50 000 hrubých tun denně, možná i víc pokud se tomu přizpůsobí řízení a bude se na to myslet při stavbě. Pokud se to vezme ve velkém, tedy se dvěma kolejemi a úpravami sklonu... tak se říká že jedním směrem pošlete za 24 hodin až 160 vlaků.

Bizon
12. srpen 2020, 23:28

Ok, možná jsem se trochu moc nadchnul a představoval si jen ideální scénář. Pocházím z Veselí, a je pravda že obě ty tratě odtamdud by E-vlaky zvládaly těžko..

Co diesel-elektrické hybridy s baterkou? Němci je mají rádi od I.sv. (ponorky), už je to na těch tratích osvědčené, a schopnost provozu na baterky zacpe hubu zeleným fanatikům=) Můžou mít generátor chlazený vodíkem jako elektrárny, vodík je dnes taky IN, hned by byla reklama ve všech eko(teroristických) magazínech:D

Carlos
13. srpen 2020, 00:40

Diesel s baterkou... no velmi nešikovné řešení oproti alternativám, jako je jednotná fáze a maximální elektrizace. Kritické je ale zavedení střídavých měníren a budování VN 2x25kV, pak bude elektrizace velmi rychlá, dnes ji brzdí právě problém s napájením. U jednokolejné tratě se bavíme o ceně svršku kolem 50-70 milionů za kilometr, vedení stojí myslím 2.5-5 milionů, takže to je ta levnější složka. Problém je dneska že na střídavině výkon TNS ovlivňuje hodnota zkratového proudu vedení 110kV na které by se měla připojit, protože se síť zatěžuje asymetricky, na stejnosměru to sice jde napojit i na místní vedení 22kV, ale zase té mědi a měníren bude třeba hodně.

Kdepak, nejefektivnější asi bude po vzoru Alpských zemí vybudovat měnírny ze trojfázové soustavy na jednofázovou, pak to rozvést a doplňovat už jenom jednoduché trafostanice z hlavního rozvodu.

Bizon
13. srpen 2020, 12:00

Ta baterka byla vtip/ironie na zelené fanatiky co si myslí že všechno na baterku je ekologické:D Myslel jsem že druhá část mojeho příspěvku byla dostatečně absurdní jako signál že jde o ironii. Je mi docela jasné že natáhnout trakční vedení je výhodnější než mít v lokomotivách desítky tun baterek.

Jaké jsou prosím vás omezení těch jednotlivých soustav? Lze na střídavém napětí rekuperovat (regenerative braking)? O tom přetížení fáze už jsem četl, z toho co vím se mi taky nejvíc pozdává ten systém separátní jedno-fáze pro trakční měnírny.

Carlos
13. srpen 2020, 12:22

No ono se totiž s něčím takovým občas taky uvažuje.

Mapu rekuperace naleznete zde:

https:// provoz. szdc. cz/portal/ViewArticle.aspx?oid=594598

Problém je ten systém s jednotnou fází prosadit, ono se to tu tak nikdy nedělalo, přece a dráha si žije někde ještě v minulém režimu.

Na stejnosměru máte omezený proud a napětí, ale teoreticky máte nedělené napájení (sjízdné úsekové děliče), na střídavině je zase problém že výkonově to omezené není, nejsou poklesy napětí, ale zase máte co X kilometrů dělení kvůli prostřídání fází.

No a Německý systém má díky nižší frekvenci a vlastní jednofázové síti výhody obou. Jednak nemusí střídat fáze a jednak má už celkem malé proudy.

Bizon
13. srpen 2020, 15:52

Díky. Mapa super. I na české Wiki jsou překvapivě solidní informace o trakčních systémech a rekuperaci.

Těch 16,7Hz jsem dodnes uplně nechápal, ale díky menší indukčnosti při této frekvenci jsou ztráty nakonec +- stejné jako na 25kV, 50 Hz. A ta nutnost symetrizovat fáze na 25kV, 50Hz je pěkný bullshit. Myslím že chápu proč propagujete ten Německý systém, taky se mi zamlouvá víc.

Carlos
13. srpen 2020, 19:35

Bizone,

ten důvod je tam ještě trochu jiný. Historicky se používaly komutátorové motory a těm se při těch výkonech nechce moc dobře pracovat na 50Hz, 16 2/3 bylo zvoleno jako kompromis mezi velikostí transformátoru a schopností motorů na té frekvenci pracovat.

Ono to má s jednotnou fází i pár dalších výhod, například nebudete závislý tolik na provozu DS, ale bude se dát v případě potřeby do oblasti dostat proud nezávisle. Bude se to dát napojit přímo do trafostanic 220/400kV atp.

Co je trochu škoda, řekl bych, že není způsob jak převést 3f na 1f (respektive 2 otočené o 180°) jenom pomocí zapojení transformátorů. To by byl takový elektrotechnický majstrštyk že by to přepsalo učebnice elektrizace železnice.

Bizon
14. srpen 2020, 11:24

Ok. Ty trafa musí být solidní, 3x větší železná jádra než na 50Hz pokud se nepletu. Na jednu stranu čumím že těch 16 2/3 dělali motor-generátorama, ale vlastně tenkrát neměli moc na výběr.

Ta jednotná fáze je parciálně nevýhoda že potřebuje separátní vedení, ale celkově ta nezávislost je určitě spíš výhoda. Pamatuju si dobře že jste o využití této nezávislé sítě kdysi spekuloval pro potřeby normální DS? Nezní to špatně jako záložní spojka mezi různými DS, podobně jako HVDC, šlo by tak zásobovat i část sítě která ztratila synchronizaci a dočasně pracuje jako ostrov.

Hm, 3f na 1f by bylo super, ale se solidní účinností bez aktivních prvků si nic takového nedokážu představit=(

Carlos
14. srpen 2020, 11:36

Ano, myslím že jsem v případě Německa psal o tom že by se část proudu dala posílat po tom vedení na jih a buď by to tam převedli zpátky, nebo by tam ušetřili vodu pro 50Hz soustrojí. V případě ČR je to ale spíš zbytečné, topologie elektrické a železniční sítě je tu jiná.

Vím že jsou dva způsoby jak převést 3f na 2f (a zpátky) buď scottovo zapojení, nebo teď nějaká novinka, myslím Japonců, kteří ty dvě fáze posunuté o 90° dělají z modifikovaného zapojení do trojúhelníku.

Otázka je jak nadšeně by se tvářila dráha že jim z toho vedení někdo cucá proud.

U jednotné fáze je pak ještě teoretický výhoda že si mohou zřídit i vlastní elektrárnu.

Stas
18. srpen 2020, 19:32

A kde vezmou a z čeho takové množství vodíku?

Komentáře pouze pro přihlášené uživatele

Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.

V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.

Přihlásit se