Путевые машины: будущее без горючих ископаемых

В настоящее время подавляющее большинство путевых машин имеют дизельный привод. Согласно Институту железнодорожного дела и транспортного хозяйства Технического университета г. Грац путевые работы, выполняемые австрийскими федеральными железными дорогами ÖBB, ежегодно производят 9600 тонн CO₂э (расход топлива, транспортировка машин и материалов и производство). В этом содержится неизмеримо высокий потенциал сокращения выбросов путевыми машинами парниковых газов, лежащий в переходе к альтернативным приводным системам. Следует также предполагать, что на путевые машины в будущем будут распространяться более строгие предписания. Цель исследования «FFF» заключается в анализе различных решений, которые разрабатываются в транспортной отрасли, и в оценке их применяемости к железнодорожному сектору и к путевой технике. Анализ учитывает аспекты специфики рынка, а также факторы риска. На основе результатов анализа рынка и с помощью программы расчета приводятся специфические рекомендации по альтернативным решениям для различных типов путевых машин.

Анализ рынка учитывает технологические тенденции различных альтернативных приводных систем для отдельных видов транспорта. Особое внимание при этом уделяется сектору железных дорог и сектору строительства. Оцениваются такие общие условия, как, например, законоположения и ожидаемые политические пособия. В рамках проекта Технический университет г. Грац разработал программу расчета «CalCAS» (Calculation of Comparison for Alternative Solutions - сравнительные расчеты альтернативных решений), основывающуюся на данных различных путевых машин.

Маттиас Ландграф, дипл. инж., канд. тех. наук, Технический университет г. Грац



Мартина Цайнер, дипл. инж., BSc, Технический университет г. Грац

Межотраслевой анализ: доскональное исследование сектора железной дороги и сектора строительства

Такие факторы, как имеющаяся в распоряжении в настоящее время технология, недостаточное наличие инфраструктуры, отсутствие регламента или пособий, а также повышенные расходы вследствие масштабируемости ограничивают степень приемлемости на рынке альтернативных приводных систем. Сектор автодорожного транспорта, в частности, автомобильный сектор, является самым прогрессивным по сравнению с другими видами транспорта. Несмотря на отсутствие в железнодорожном секторе и в строительном секторе конкретно заданных целей и на невысокий спрос, участвующие стороны осознают необходимость сокращения воздействия на окружающую среду. Параллельно с технологическим прогрессом будет повышаться также и спрос на альтернативные приводные системы в обоих секторах.

Альтернативные приводные системы для путевых машин до сих пор почти не исследовались. Анализ рынка показывает, что используемые в строительном секторе технологические концепции могут быть применимы также и к приводным технологиям путевой техники. В виду первичного источника энергии на путевые машины сильно влияют тенденции развития рынка в железнодорожном секторе, так как внедрение альтернативных решений зависит от инфраструктуры для снабжения энергии (например, подзарядка аккумуляторов или заправка водородом).

По сравнению с железнодорожным сектором технология использования только аккумуляторов намного шире распространена в строительном секторе и ограничивается электрическими строительными машинами, ручными приборами или малой техникой. С другой стороны, технология топливных элементов еще находится на очень раннем этапе развития (за исключением вилочных погрузчиков). Существует немного моделей путевых машин с альтернативными приводными системами (можно было определить шесть изготовителей). На путевых машинах скорее применяются гибридные решения (главным образом, дизель / аккумуляторная батарея) вместо автономных. Это соответствует тенденции, наблюдаемой по всему железнодорожному сектору. Машины с приводом исключительно от аккумуляторной батареи, например, малые (более легкие) ручные подбойки, представляют собой исключение.

Согласованная с видами машин программа расчета для получения показателей для различных сценариев

Результаты, полученные с помощью программы «CalCAS», показывают, что технология установки на борту машин аккумуляторных батарей является предпочтительным решением для путевых машин с потреблением энергии ниже 300 кВтч. В отличие от этого, технология водородных топливных элементов подходит для машин с потреблением свыше 800 кВтч. Для машин, потребляемая энергия которых находится между указанными выше цифрами, по причинам веса либо необходимо будет усовершенствовать технологию аккумуляторных батарей, либо применить технологию топливных элементов. Несмотря на преимущества альтернативных приводных систем (например, сокращение выбросов парниковых газов и уровня шума, повышение экономической эффективности), применение альтернативной приводной системы не означает автоматически отказ от горючих ископаемых или отсутствие вредных выбросов. Потенциал альтернативного жидкого горючего ограничен (высокая потребность в первичной энергии, противоречивые данные на тему выбросов, сомнения относительно горючего синтетического производства, и т. п.) Применение аккумуляторных батарей и водорода зависит от состава носителей энергии, из которых выработано используемое электричество, а также от производственного процесса и срока службы компонентов. Однако предполагается, что они обладают высоким потенциалом для сокращения вредных воздействий на окружающую среду.

Познания, полученные из исследования «FFF», помогают фирме Плассер & Тойрер при оценке альтернативных технологий приводов для путевых машин и взвешивании связанных с ними шансов и рисков. Полученная информация позволяет лучше оценить будущие тенденции развития на рынках, особенно в секторах железной дороги и строительства. Дополнительно программа расчета обеспечивает возможность оценить основные требования к отдельным типам машин в вопросе альтернативных приводных систем и учесть их при принятии стратегических решений для предприятия.

Сотрудничали:

Бернхард Антони, дипл. инж., руководитель технологического центра Пуркерсдорф, Плассер & Тойрер

Виктор Баррена Карденас, дипл. инж., MSc, Плассер & Тойрер