Bezemisní železnice v České republice z pohledu dopravce

Paříž, prosinec 2015: Mezinárodní klimatická konference OSN za účasti 196 zemí a 147 hlav států Cíl: snížit oteplování země (nepřesáhnout 1,5 až 2 stupně Celsia do roku 2100) Barack Obama: „Jsme první generace, která vážně pociťuje důsledky změn klimatu, a poslední, která ještě může běh událostí citelně ovlivnit.“ Si Ťin-pching: „Vyzývám všechny země, a ty rozvíjející se zvláště, aby přijaly větší odpovědnost.“ Agela Merkelová: „Cílem je, aby se příspěvky jednotlivých zemí k boji s klimatickou změnou zvyšovaly.“ Nástroj: snížení spotřeby fosilních paliv

Pokračování současné progrese (cílové oteplení k roku 2100: 4,0 °C)

Evropská rada – Summit 23. a 24. října 2014 Závěry o rámci politiky v oblasti klimatu a energetiky do roku 2030 (SN 79/14) Cíle: snížit emise skleníkových plynů alespoň o 40 % oproti roku 1990 zvýšit podíl energie z obnovitelných zdrojů na 27 % zvýšit energetickou účinnost o 27 %

Evropská rada – Summit 23. a 24. října 2014

Podpora mobility v EU Cíle programového dokumentu: Bílá kniha o dopravě Rozvíjet mobilitu: jako součást hospodářského, společenského i rodinného života Mobilita bez ropy: dnes 96 % energie pro dopravu v EU z ropy negativní bilance: import EU v 2010 za 210 mld EUR Snížit produkci CO2 dopravou o 20 % do roku 2030 a o 70 % do roku 2050 (ze základu r.2008)

Podpora mobility v EU: Jak podpořit rozvoj mobility bez ropy? Spalovací motory  ELEKTRO: podpořit dopravu v elektrické trakci na železnici: z městské dopravy postupně vyloučit automobily se spalovacími motory (prioritní orientace na hromadnou dopravu s elektrickou trakcí) nákladní dopravu nad 300 km převést ze silnic a dálnic na železnici příměstskou dopravu převést ze silnice na železnici meziměstskou silniční dopravu nahradit železnicí (osobním automobilům a autobusům zůstane operativní a venkovská doprava) leteckou dopravu nad pevninou nahradit železnicí (letadla zůstanou lety přes oceán)

Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18. 5 Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18.5.2015 Státní energetická koncepce České republiky Bezemisní elektroenergetika s cílem: 1. Zvýšení podílu elektřiny  na celkové konečné spotřebě energií z dosavadních 18 % na 23 % v roce 2040,  náhrada části importované ropy elektrickou energií (pokles jejího podílu na konečné spotřebě ze 30 % na 23 %), 2. Zásadní proměna elektrárenství, dosud z 61 % založeného na spalování fosilních paliv (zejména hnědého uhlí), na dominantní (72 %) roli bezemisních elektráren, fosilní paliva budou zajišťovat jen 28 % výroby el.energie. 3. pokles produkce CO2 na výrobu 1 kWh elektrické energie (uhlíková stopa) o více než 50 %.

Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18. 5 Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18.5.2015 Státní energetická koncepce České republiky Aktualizovaná státní energetická koncepce ČR předepisuje snížit do roku 2040 podíl fosilních paliv na výrobě elektrické energie ze 61 % na 28 %. Tím dojede ke snížení uhlíkové stopy při výrobě elektrické energie pod polovinu.

Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18. 5 Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18.5.2015 Státní energetická koncepce České republiky Podle aktualizované státní energetická koncepce ČR bude trvale klesat měrná spotřeba fosilních paliv potřebných k výrobě elektrické energie a spolu s tím i uhlíková stopa elektrické energie.

Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18. 5 Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18.5.2015 Státní energetická koncepce České republiky Úkol pro dopravu:  snížit do roku 2030 spotřebu ropných paliv o 9 miliard kWh/rok

Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18. 5 Usnesení vlády ČR č. 362 ze dne 18.5.2015 Státní energetická koncepce České republiky Úkol pro dopravu:  do roku 2030 zvýšit uplatnění elektřiny v dopravě o 1,9 mld. kWh/rok

Stav železniční sítě v ČR – současný stav Celkem: 9.580 km tratí ELEKTRIFIKOVÁNO: 3.158 km 3 kV stejnosměrné (58%), 25 kV 50 Hz střídavé (42%) Nutnost pořizování dvousystémových vozidel s příslušným nárůstem ceny Omezení možností provozního nasazení stávajících jednosystémových vozidel

Nová strategie elektrifikace ze strany SŽDC Po několikaleté přestávce je ze strany SŽCD a MD ČR připravována řadu projektů elektrifikace jednotlivých tratí Projekty elektrizace s již schválenou Studií proveditelnosti Plzeň – Domažlice Olomouc – Uničov - Šumperk Otrokovice – Zlín – Vizovice Ostrava – Frenštát pod Radhoštěm město Frýdlant nad Ostravicí - Ostravice Sedlnice - Štramberk Staré Město u Uherského Hradiště – Bojkovice Újezdec u Luhačovic –Luhačovice Uherské Hradiště - Veselí nad Moravou Skalice nad Svitavou – Boskovice Šakvice - Hustopeče Brno –Zastávka u Brna Kadaň-Prunéřov – Kadaň Louka u Litvínova - Litvínov Praha – Hostivice - Kladno Projednávané projekty elektrizace Kojetín – Kroměříž – Hulín Hulín – Holešov - Valašské Meziříčí Valašské Meziříčí – Frenštát pod Radhoštěm město Brno – Veselí nad Moravou Zastávka u Brna – Jihlava Frýdek-Místek – Český Těšín Opava – Krnov Pohořelice - Židlochovice

Nová strategie elektrifikace ze strany SŽDC Projednávané projekty elektrizace: Kojetín – Kroměříž – Hulín Hulín – Holešov - Valašské Meziříčí Valašské Meziříčí – Frenštát pod Radhoštěm město Brno – Veselí nad Moravou Zastávka u Brna – Jihlava Frýdek-Místek – Český Těšín Opava – Krnov Pohořelice - Židlochovice 29.11.2018

Aktuální plán obnovy vozidlového parku ČD, a.s. na 2016 – 2024 Střednědobá koncepce obnovy vozidlového parku Českých drah, a.s. na léta 2016 – 2024 s výhledem do roku 2030, vytvořená na základě současného stavu infrastruktury:

Referenční strategie v EU Cíl DB: Snižovat emise CO2  zcela potlačit emise oxidů uhlíku do roku 2050 Maximalizovat podíl elektrické energie na železniční dopravě Naše motto: „Neopakujme chybu našich předků v 50. letech, kteří ještě v době elektrifikace úseků Žilina – Spišská Nová Ves a Praha – Česká Třebová vyráběli a nakupovali byť technicky dokonalé, ale již anachronické parní lokomotivy řad 498.1, 477.0 či 556.0, které pak byly předčasně vyřazovány před uplynutím své životnosti.“

Referenční strategie ČD ČD dříve: České dráhy v minulosti pasivně konzumovaly produkty výrobců! Náš cíl pro-aktivního rozvoje techniky ČD: České dráhy budou vyžadovat uplatnění nejmodernějších (zahraničních) technologií a inovací, s cílem co nejvyšší komplexní efektivity!

Nutnost koordinace infrastruktury a vozidlového parku Útlum dieselové trakce = potřeba nových elektrických a hybridních vozidel Elektrifikace tratí + provázanost s tratěmi neelektrifikovatelnými Neopakovatelnost evropských dotací - příležitost pořízení vozidel s dotacemi z evropských fondů se po roce 2020 nemusí opakovat - ČR již nemusí mít statut kohezní země - možnosti čerpání až 85 % dotace Řešení:  možnost vysokého objemu čerpání OPD2 - koordinace SŽDC+MD+ČD+regiony = elektrifikace tratí do r 2030 = pořízení nových vozidel pro dopravce (moderní technologie!)

Elektrifikace provozu = snížení nákladů železniční dopravy Struktura nákladů regionální osobní železniční dopravy 240 sedadel, 120 km/h (TAB Kč/vl.km)

Srovnání nákladovosti dieselového x elektrického provozu Příklad: náklady na provoz osobního zastávkového vlaku (240 sedadel, denní proběh 400 km)

Vliv elektrizace na výdaje objednatele veřejné osobní dopravy

Přednosti elektrického kombinovaného provozu Pohodlné cestování + větší využívání ekologicky šetrné hromadné dopravy Nástroje: dokončení liniové elektrizace sítě konvenčních železnic využití akumulátorové vozby na tratích bez liniové elektrizace budování sítě vysokorychlostních železnic

Napájecí systémy v Evropě – současný stav 3 různé systémy = potřeba unifikace Pro mezinárodní provoz jsou nutná třísystémová vozidla Stejnosměrný systém komplikuje a prodražuje konstrukci vozidla Naopak dvoufrekvenční vozidla na 15 kV/16,7 Hz a 25 kV, 50 Hz se svými pořizovacími náklady blíží jednosystémovým střídavým vozidlům

Cíl: UNIFIKACE napájecích systémů železnice v ČR 1. Přejít na jednotný systém 25 kV snížení ztrát v trakčním vedení z cca 20 % na cca 0,5%-2%, snížení nákladů na energii zajištění provozuschopnosti i při ledovce, spojité napájení vozidel = trakce i pomocné pohony a klimatizace (nižší náklady LCC) spojité rekuperační brzdění = s předáváním energie mezi vozidly i na velké vzdálenosti (minimální zpětné přetoky do distribuční sítě 110 kV = celkově vyšší účinnost rekuperačního brzdění) železnice na Slovensku již jdou touto cestou

Vyšší čerpání OPD2 = motivace k rozvoji elektrizace železnic ELEKTRIFIKACE tratí pořízení elektrických & hybridních ŽKV = vyšší čerpání OPD2 Celkové snížení nákladů provozu české železnice:  snížení nákladů na rozšíření elektrifikované unif. sítě (SŽDC)  snížení nákladů na pořízení nových ŽKV (ČD i dopravci)  snížení nákladů provoz na dálkovou dopravu (MD)  snížení nákladů na regionální dopravu (kraje)  snížení nákladů provoz na nákladní dopravu (CARGO)

Vyšší čerpání OPD2 = motivace k rozvoji elektrizace železnic Akce: Vytvořit Národní implementační plán elektrifikace (podle vzoru Národního implementačního plánu ETCS, Ministerstva Dopravy) 1. Cílový napěťový systém 2. Cílový rozsah elektrifikace 3. Časový harmonogram postupné realizace Pozor: v opačném případě si z výběrových řízení vzešlí dopravci pořídí vozidla na naftu a na dalších 30 let bude konzervován současný stav motorového provozu: na regionálních tratích: (Plzeň - Domažlice, Jaroměř – Trutnov, Praha – Turnov, Staré Město – Luhačovice/Bojkovice/Veselí, Brno – Jihlava, Šumperk – Jeseník, …) na dálkových tratích: (Praha – Kladno – Rakovník, Praha - Rudná – Beroun, Český Těšín - Ostrava – Valašské Meziříčí – Hulín - Kojetín, Pardubice – Chrudim, Olomouc – Uničov, Brno – Veselí nad Moravou, …), v dálkové nákladní dopravě: (Mladá Boleslav – Praha/Nymburk, Plzeň – Česká Kubice, Jihlava – Znojmo, …)

Polozávislá elektrická vozba a moderní železnice Elektrifikace dalších tratí vytváří podmínky pro rozšíření provozu nejen elektrické závislé trakce, ale i usnadňuje náhradu vozidel se spalovacími motory vozidly s akumulátory. Zmenšení zbývajících oblastí bez elektrifikace snižuje nároky na potřebný dojezd vozidel akumulátorovým pohonem. Železniční vozidla mají ve srovnání s automobily pro aplikaci zásobníků energie výhodné technické a ekonomické předpoklady: nižší valivý odpor (ocelová kolejnice) a nižší aerodynamický odpor (zařazení vozidel do vlaku v těsném zákrytu) snižují spotřebu energie a tím i velikost zásobníku energie, větší rozměry a hmotnost železničních vozidel usnadňují zástavbu zásobníků energie, již vybudovaná elektrizace části železniční sítě je využitelná jako infrastruktura pro nabíjení polozávislých vozidel, provozovaných na zbývající (neelektrizované) části sítě, zastávkový princip veřejné hromadné dopravy umožňuje využívat zásobníky energie nejen k napájení vozidla, ale i ke zvýšení hospodárnosti provozu rekuperačním brzděním, velké denní proběhy vozidel veřejné hromadné dopravy umožňují (na rozdíl od automobilu) hospodárně využít moderní zásobníky energie s vysokou životností

Technologický trend ve světě: Elektro+AKU/hybrid = nové pojetí ŽKV na elektrizovaných tratích napájení pohonu a dobíjení akumulátorů v průběhu jízdy i při pobytech ve stanicích z trakčního vedení. moderní zásobník energie schopný rychlého nabíjení (2 hodiny), snížení spotřeby energie rekuperací brzdové energie, nabíjení z trakčního vedení přes sběrač (v klidu i za jízdy), opakované nabíjení vícekrát denně  zásobník stačí dimenzovat na kratší provoz

Pokrok ve vývoji akumulátorů Lithiové akumulátory již jsou lehčí, než zásoby uhlí a vody pro parní lokomotivy, s nimiž železnice fungovala více než 100 let.

Efektivní provázanost elektrifikovaných a neelektrifikovaných tratí Energetická síť s body pro nabíjení akumulátorů vozidel používaných na neelektrifikovaných tratích: Efekty: MAXIMALIZACE ČERPÁNÍ OPD2 Menší provozní náklady u ŽKV: 1 vozidlo x 2 vozidla elektrické a dieselové trakce Menší potřeba investic do ŽKV: 1 vozidlo x 2 vozidla elektrické a dieselové trakce (TSI) Menší potřeba investic do ETCS: 1x ETCS OnBoard packet x 2x ETCS OB packet (přechody mezi tratěma)

Bezemisní železnice V souladu s usnesením vlády č. 632/2015 a souvisejícími dokumenty na úrovni EU z oblasti energetiky, ekologie, klimatu a dopravy jsou České dráhy schopny v oblasti osobní železniční dopravy: Zásadním způsobem snížit spotřebu fosilních paliv (motorové nafty) Zajistit podstatné navýšení podílu elektrické energie v dopravě To však vyžaduje úzkou spolupráci všech zúčastněných subjektů: Ministerstvo dopravy kraje SŽDC ČD a dopravců

Děkuji za pozornost Mgr. František Bureš MBA, LL.M. člen představenstva Generální ředitelství společnosti České dráhy, a.s.