Východiska

Simulace

Stručný popis uvažovaného akutrolejového vozidla

Simulované vozidlo vychází z volně dostupných parametrů dvou-vozových jednotek typu Škoda „RegioPanter BEMU" řady 690.

Simulační model jízdy kolejového vozidla po předem známé trati za účelem ověření jednotlivých vlivů na spotřebu vozidla v elektrickém i akumulátorovém režimu pracuje s pevnou periodou výpočtu. Celkově lze model rozdělit do několika částí.

Parametry trati
  • podélný profil (sklony)
  • rychlostní profil
  • poloha zastávek
  • názvy zastávek
  • dostupnost trakčního vedení
Parametry vozidla
  • hmotnost
  • jízdní odpor
  • délka vlaku
  • adhezní hmotnost
  • součinitel rotujících hmot, nápravový převod a průměr kol
  • střední příkon pomocných spotřeb
  • trakční charakteristiky v jízdním a brzdném režimu
  • model trakčního akumulátoru
  • poměrné tahy v jízdě a brzdě

Tabulka 1: Parametry uvažovaného vozidla

počet vozů2
délka52 m
simulovaná hmotnost115 t
maximální rychlost160 km/h
počet podvozků4
typ pojezduB´o 2 + 2 B´o
průměr kol810 mm
nápravový převod3.85
napájecí soustavy3 kV DC / 25 kV AC 50 Hz / LTO akumulátor
trvalý výkon (trolej/baterie)1360 / 800 kW
maximální výkon – trolejový režim1840 kW
maximální tažná síla131 kN
maximální výkon elektrické brzdy1840 kW
maximální brzdná síla elektrické brzdy−105 kN
typ trakčního akumulátoru20 Ah Toshiba SCiB 2025
simulovaná instalovaná kapacita trakčního akumulátoru414 kWh
využitelná kapacita trakčního akumulátoru na začátku životnosti360 kWh
využitelná kapacita trakčního akumulátoru na konci životnosti288 kWh
spotřeba pomocných pohonů (z meziobvodu)40 kWh
Zbývající energie v akumulátoru uvedená v grafech „Zbývající energie v akumulátoru a bilance odběru energie z troleje" se vztahuje k instalované kapacitě trakčního akumulátoru na vozidle, nikoliv k využitelné kapacitě trakčního akumulátoru na konci životnosti.
LCA

Cílem LCA je posouzení environmentálních dopadů celého životního cyklu železničních vozidel. Součástí výsledku je posuzování vlivu vývoje energetického mixu v kontextu ČR. Budoucí vývoj a skladba mixu vychází z predikce energetického mixu v roce 2040 (předpokládána doba odstavení uhelných zdrojů a retrofit jaderných zdrojů v ČR).

S posuzovaným produktem souvisejí i další procesy, které nemusí být pro zpracování LCA podstatné. K oddělení podstatných a nepodstatných procesů životního cyklu produktu slouží hranice systému, viz tabulka č. 2. Stanovení hranic systému je nastaveno v návaznosti na zvolené cíle. Velikost sledovaných vozidel je uvažována ve všech kategoriích totožná – XMU 145.

Tabulka 2: Hranice systému, životního cyklu vozidel a nosičů energie (CDV)

OblastZahrnuté položky
Produkce vozidlaPohonná jednotka; podvozek; karoserie; procesy výroby
Produkce baterieProdukce baterie
Well to tankNafta; elektrická energie
Tank to WheelEmise z abraze; emise ze spalování
ÚdržbaKapaliny; materiály – kovy, plasty atd.; energie
Konec životnostiRecyklace; energetické využití; spalování; skládkování
ÚsporySubstituce primárních surovin

Vyhodnocení environmentálního dopadu zobrazené v mapě probíhá v těchto kategoriích:

Uhlíková stopa

Změna klimatu koreluje se změnou průměrných klimatických podmínek a způsobuje změnu výskytu extrémních povětrnostních jevů. Klimatická změna je dána sumou všech látek, které způsobují skleníkový efekt a způsobují oteplování životního prostředí. Jednotkou klimatické změny je kilogram ekvivalentu oxidu uhličitého [kg CO2 ekv].

Celkový environmentální dopad

Suma hodnot všech kategorií dopadu (17 kategorií) po normalizaci a vážení dle metody LCA. Pro vyhodnocení byla vybrána LCIA metodika EF 3.1. Normalizace a vážení v EF 3.1 total umožňuje sečíst všechny kategorie dopadu odstraněním jednotky. EF 3.1 total má bezrozměrnou jednotku, ve výsledných grafech označenou jako Pt (body).

CBA

Ekonomická analýza má za cíl vyhodnotit, jak realizace projektu přispěje ke změně úrovně blahobytu celé společnosti. Její výpočet je založen na diferenčním přístupu, tedy rozdílu příjmových a výdajových toků v jednotlivých letech mezi variantou s projektem a variantou bez projektu. Pro výpočet ekonomické analýzy je použita diskontní sazba ve výši 3 %. Velikost sledovaných vozidel je uvažována ve všech kategoriích totožná – XMU 145.

Vstupy analýzy
  • investiční náklady
  • provozní náklady infrastruktury
  • provozní náklady vozidel
  • úspory času
  • externality
  • zůstatková hodnota
Výhledová elektrizace uvažovaná v CBA jako dokončená
  • Heřmanova Huť – Plzeň-Nová Hospoda
  • Týniště nad Orlicí – Častolovice
  • Bludov/Postřelmov – Jeseník
  • Opava východ – Krnov
  • stanice Veselí nad Moravou
Výstup Zobrazeným výstupem v mapě je ERR (ekonomické vnitřní výnosové procento) – vnitřní míra výnosnosti vypočítaná pomocí ekonomických hodnot, která vyjadřuje socioekonomickou přínosnost projektu. Jedná se o ukazatel vhodný pro porovnávání odlišných variant řešení v rámci jednoho hodnocení.