Na początku roku Polska pobiła niechlubny rekord zanieczyszczenia powietrza. W styczniu zanieczyszczenie powietrza w polskich miastach było większe niż w słynących ze smogu metropoliach chińskich. Sporą cześć winy za ten stan rzeczy ponosi transport samochodowy, a sposobem na poprawę jakości powietrza oprócz modernizacji energetyki cieplnej jest też rozwój bezemisyjnego transportu w tym kolei, która pozwala również zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych.
O zaletach elektromobilności przekonuje się coraz więcej miast, które inwestują w nowoczesne rozwiązania takie jak autobusy elektryczne czy pojazdy zasilane gazem CNG. Rozbudowuje się też sieci kolei miejskich i tramwajów oraz zachęca kierowców do przesiadki do pociągów. Transport szynowy i pojazdy elektryczne oferują rozwiązania dla kilku problemów środowiskowych z którymi musi poradzić sobie współczesna gospodarka: smogu, emisji gazów cieplarnianych, hałas uczy unieszkodliwiania odpadów.
Producenci taboru kolejowego inwestycją w innowacje, które powodują że kolej staje się coraz mniej uciążliwa dla środowiska. Nowoczesne pociągi są w dużej mierze montowane z materiałów poddawanych recyklingowi – na przykład produkowane obecnie przez koncern Alstom pociągi Coradia dla szwedzkiego przewoźnika Skånetrafiken wykonane są w 98% z komponentów poddających się recyklingowi. Również pozostali producenci dążą do jak największego wykorzystywania materiałów odnawialnych w nowoczesnych pociągach czego przykładem są jednostki Dart bydgoskiej Pesy. Innym działaniem proekologicznym podejmowanym przez przemysł jest zmniejszenie emisji spalin silników diesla, co jest wymagane przez coraz bardziej rygorystyczne normy emisji.
– W swoich produktach realizujemy proces ciągłego zmniejszania poziomu emisji spalin, dostosowując je na bieżąco do aktualnych potrzeb i wymogów europejskich. Dobrym przykładem są lokomotywy spalinowe lub spalinowe zespoły trakcyjne. Z roku na rok zabudowujemy w nich silniki spalinowe, w których poziom emisji spalin spada. Jeszcze kilka lat temu modernizowaliśmy lokomotywy wyposażając je w silniki spalinowe zgodne z poziomem emisji spalin EURO II, kilka lat później zgodne z poziomem emisji EURO IIIA. Dzisiaj zabudowujemy w pojazdach spalinowych (lokomotywach oraz zespołach trakcyjnych) silniki spalinowe zgodne z rygorystyczną normą emisji spalin EURO IIIB – zapewnił Józef Michalik, wiceprezes Newagu.
Spalinowozy mniej kopcą
Współcześnie produkowane pojazdy z silnikami diesla wydzielają nawet 40% mniej szkodliwych cząsteczek niż pociągi czy autobusy z 2010 r. To jednak nie koniec. We wrześniu 2016 r. zatwierdzono nowe normy EURO V dla pojazdów szynowych, które wejdą w życie w 2019 r. co oznacza że pociągi spalinowe będą musiały być jeszcze czystsze. Innym celem jaki starają się osiągną producenci taboru, zarówno elektrycznego jak i spalinowego jest większa efektywność energetyczna. Pociągi mają zużywać mniej energii na wykonanie określonej pracy przewozowej. Oprócz mniejszego wpływu na środowisko korzyścią są też oszczędności dla przewoźników.
– Trzeba pamiętać, że wydatki właśnie na energię elektryczną lub inne paliwo w całym, często ponad trzydziestoletnim okresie eksploatacji pojazdu, znacznie przekraczają koszt jego zakupu. Dlatego jednym z istotnych kierunków rozwoju naszych pojazdów jest dalsze obniżanie ich masy – powiedział Stanisław Skalski, członek zarządu Stadler Rail Polska.
Energia z hamowania
Obniżanie masy to jedna z kilku metod poprawy efektywności energetycznej pociągów. Producenci taboru inwestują również w rozwój energooszczędnych systemów napędowych, bo one także w znaczący sposób wpływają na bilans energetyczny pojazdu. – W pojazdach elektrycznych koncentrujemy się na obniżeniu strat energetycznych w systemach napędowych. Posiadamy również w eksploatacji inteligentne rozwiązania w zakresie napędu spalinowego, pozwalające na magazynowanie energii hamowania pociągu i spożytkowanie jej w trakcie następnego rozruchu. Pozwala to na znaczne obniżenie zużycia energii. Pojazdy Stadlera z takimi systemami od kilku lat jeżdżą np. w Estonii – zapewnia Stanisław Skalski.
Jedną z technologii zmniejszających zużycie paliw kopalnych przez tabor jest rekuperacja energii podczas hamowania. Odzyskiwana energia może być magazynowana w akumulatorach zamontowanych w pociągu lub oddawana do sieci trakcyjnej. Technika ta jest szeroko stosowana na przykład w Kolejach Niemieckich (DB). Na sieci DB Netz w ten sposób w 2016 r. zaoszczędzono 1,257 GWh energii, co stanowi 14% zapotrzebowania energetycznego niemieckiej kolei. Jeszcze lepszy rezultat osiągnęło londyńskie metro, które chwali się że jednostki S7 i S8 dostarczone przez Bombardiera potrafią zwrócić 20% pobranej energii do sieci trakcyjnej. Rekuperacja ma zastosowanie zarówno w pojazdach elektrycznych jak i spalinowych – wyposażonych w akumulatory. System ten jest powszechnie stosowany już w sieciach tramwajowych. Oprócz oszczędności energii technologia ta pozwala także na redukcję hałasu, co ma szczególne znaczenie na terenach zurbanizowanych. Hitachi dostarczył w 2007 r. hybrydowe dieslowsko – elektryczne (zasilane z akumulatorów) jednostki trakcyjne KiHa E200 dla lokalnej linii Koumi w prefekturze Nagano, które dzięki technologii rekuperacji energii mają zużycie paliwa niższe o 10% a emisję hałasu podczas hamowania mniejszą o 30 dB, co jest sporą poprawą. Sporo oszczędności energii można także zyskać dzięki nowoczesnym systemom klimatyzacji
Obniżanie emisyjności pojazdów spalinowych to jednak nie wszystko. Kolej może być środkiem transportu całkowicie bezemisyjnym zarówno jeśli chodzi o toksyczne spaliny jak i gazy cieplarniane. Taki ambitny cel postawiły sobie Koleje Niemieckie, które chcą osiągnąć to w 2050 r. Natomiast już w 2020 r. DB chce by 45% energii elektrycznej wykorzystywanej w jej sieci trakcyjnej pochodziło ze źródeł odnawialnych. Przy obecnym tempie rozwoju zielonej energetyki u naszego zachodniego sąsiada wydaje się ze cel ten będzie osiągnięty nawet wcześniej. Kolej korzysta z prądu produkowanego przez koncerny energetyczne, zatem jej emisyjność jeśli chodzi o gazy cieplarniane jest zależna od miksu energetycznego w danym kraju. Dla przykładu we Francji, w której większość prądu produkowana jest w elektrowniach atomowych koleje jest środkiem transportu niemal neutralnym pod względem emisji CO2. Jednak nawet w państwach, które znaczną część swojej energetyki opierają na węglu – a takim krajem są Niemcy, kolej i tak jest najbardziej przyjaznym dla środowiska transportu. DB chwali się, że na wykonanie jednego pasażerokilometra pociąg powoduje emisję zaledwie 13 gram CO2, podczas gdy autobusy 32 g, samochody 142 g, a samoloty aż 211 gramów.
Pociągi na wodór
Dalsza redukcja emisyjności kolei na liniach zelektryfikowanych zależeć będzie od działań koncernów energetycznych, które obecnie inwestują w nowoczesne, sprawniejsze bloki węglowe, energetykę odnawialną i gazową czy eksperymentalne czyste technologie węglowe. Dla kolei wyzwaniem pozostaną linie niezelektryfikowane. Obecnie nie wydaje się zasadne elektryfikowanie całej sieci, zatem potrzeba jest poszukiwania nowych rozwiązań taborowych dla takich linii. Oprócz wprowadzonych do eksploatacji obecnie pociągów zużywających mniej paliw i emitujących mniej szkodliwych spalin pojawiają się koncepcje pojazdów beze misyjnych dla linii niezelektryfikowanych. Przykładem jest Coradia iLint czyli zespół trakcyjny napędzany wodorowym ogniwem paliwowym. Pociąg ten zaprezentowany w zeszłym roku przez Alstom, emituje jedynie parę wodną i skroploną wodę i generuje znacznie mniej hałasu od typowych składów spalinowych. Pojazd ten z prędkością 140 km/h, zabierając na pokład 300 pasażerów, może pokonać dystans pomiędzy 600 a 800 kilometrów. Obecnie technologia wodorowych ogniw paliwowych jest dość kosztowna ale jej upowszechnienie może przyczynić się do obniżenia cen takiego napędu.
– Podobnie jak w przypadku każdej nowej technologii, która po dłuższej fazie testowania jest gotowa do wejścia na rynek, zakładamy, że koszty wykorzystania ogniw paliwowych w nadchodzących latach będą stawać się coraz bardziej konkurencyjne. Alstom obecnie prowadzi negocjacje handlowe z dwoma klientami w Niemczech i już podpisał listy intencyjne na dostawy około 60 pociągów – informuje Marek Gawroński z Alstom Polska.
Cały tekst "Kolej wchodzi w erę gospodarki bezemisyjnej" można przeczytać w kwietniowym wydaniu miesięcznika Kurier Kolejowy.
