Pociągi hybrydowe z Bombardiera o napędzie elektryczno

Pociągi hybrydowe z Bombardiera o napędzie elektryczno

Marek Rabsztyn
Pociągi hybrydowe z Bombardiera
o napędzie elektryczno-spalinowym
na kolejach SNCF
9.10.2007 r. w mieście Troyes, leżącym w południowo-wschodniej Francji, odbyła się prezentacja pierwszego
na świecie pociągu pasażerskiego AGC o napędzie hybrydowym – spalinowo-elektrycznym, produkcji Bombardier
Transportation. Pociąg AGC (Autorail Grande Capacité)
oznacza zespół trakcyjny o dużej pojemności. Aby utrzymać się w istniejącej skrajni taboru UIC 505-1 i jednocześnie wygospodarować jak najwięcej miejsca dla pasażerów, zespół ma beczkowato wygięte ściany boczne.
Dotychczas Bombardier produkował zespoły AGC tylko w wersji
spalinowej lub elektrycznej, które zostały zamówione wspólnie
przez 21 regionów we Francji w liczbie 698 szt., z których ok.
500 zostało już dostarczonych zamawiającym. Obecnie zakład
wyprodukował po raz pierwszy zespół AGC w wersji spalinowo-elektrycznej, czyli hybrydowej. W ten sposób pociąg będzie
mógł kursować po całej francuskiej sieci kolejowej, korzystając
z trakcji elektrycznej tam, gdzie ona jest, lub poruszać się za pomocą własnego napędu spalinowego, gdzie trakcji elektrycznej
nie ma. Nowe pociągi hybrydowe zamówiło już 10 regionów
Francji, mianowicie: Szampania-Ardeny, Alzacja, Burgundia, Brytania, Górna Normandia, Wielki Paryż, Nord-Pas-de-Calais, Pikardia, Poitou-Charentes i Rodan-Alpy.
Miasto Troyes jest historyczną stolicą Szampanii, a obecnie
jednym z największych, liczącym 120 tys. mieszkańców, miastem regionu Szampania-Ardeny. Leży ono w odległości 166 km
od Paryża, przy linii kolejowej Paryż – Bazylea. Odległość drogowa od Paryża wynosi 180 km. W uroczystości wzięło udział blisko
300 osób, z panią prezes kolei SNCF Anne-Marie Idrac i prezesem Bombardier Transportation André Navarri na czele. Obecna
była członkini Komisji Transportu Unii Europejskiej pani Elizabeth
Alteköster, z pochodzenia Niemka, oraz członek Parlamentu Europejskiego, Niemiec, pan Michaël Cramer. Obecni byli członkowie
senatu francuskiego, przedstawiciele poszczególnych regionów
Francji, przedstawiciele niektórych kolei: CP (Portugalia), RŻD
(Rosja), IR (Izrael), Virgin Trains (Wielka Brytania), Hull Trains
Company (W. Brytania), wypożyczalni taboru Angel Trains
(W. Brytania) i wypożyczalni taboru HSBC Rail (W. Brytania), metra londyńskiego oraz metra nowojorskiego. Sporą grupę uczestników stanowili dziennikarze – prasowi, radiowi i telewizyjni –
z Francji, W. Brytanii, Hiszpanii, Niemiec, Belgii, Rosji, Rumunii
i Polski.
Pociąg hybrydowy 4-wagonowy, z gośćmi honorowymi na
pokładzie wyjechał z dworca Paryż Gare de l’Est o godz. 8.05
i dotarł do Troyes o godz. 10.00. Jazda rozpoczęła się przy zasilaniu z sieci trakcyjnej o napięciu 25 kV ac, jakim to napięciem
zelektryfikowany jest region Gare de l’Est, i kontynuowana była
do 38. kilometra linii, do stacji Gretz. Na tej stacji pociąg opuścił
linię zelektryfikowaną i dalszą podróż do Troyes, długości 128 km,
odbywał z wykorzystaniem napędu spalinowego. Jazda była prowadzona z prędkością do 160 km/h. Jednocześnie z wymienionym pociągiem z Paryża przyjechał do Troyes drugi specjalny
pociąg hybrydowy ze stacji Dijon, czyli z kierunku przeciwnego.
Również ten pociąg przejechał część trasy linią zelektryfikowaną,
od Dijon do stacji Culmont-Chalindrey, a pozostałą część –
od Culmont-Chalindrey do Troyes – z wykorzystaniem napędu
spalinowego. Przybyłych tymi pociągami dostojników przywitał
na peronie dworca Troyes mer miasta p. François Baroin oraz
przewodniczący rady regionu Szampanii-Ardenów Jean-Paul Bachy. Głos zabrała także pani prezes Idrac i p. Navarri. Orkiestra na
peronie odegrała hymn narodowy Francji. Następnie pani prezes
Idrac dokonała chrztu pociągu hybrydowego z Paryża, rozbijając
butelkę szampana o sprzęg tego pociągu.
Z zaprezentowanych podczas przejazdu danych wynika, że
omawiany pociąg hybrydowy, który może zabrać 206 pasażerów
na miejscach do siedzenia, wydzielił w czasie jazdy na trasie Paryż – Troyes (166 km) w przeliczeniu na 1 pasażera – 2,58 kg
dwutlenku węgla, podczas gdy podobny pociąg spalinowy AGC
(4 wagony, 206 pasażerów), także produkcji Bombardier, wydzieliłby 3,42 kg CO2, a samochód osobowy z 5 pasażerami – 6,36 kg
CO2. A zatem pociąg hybrydowy na tej trasie wydziela o 25%
mniej CO2 w stosunku do pociągu spalinowego i 60% mniej
w stosunku do samochodu osobowego. Transport kolejowy powoduje wydzielanie tylko 1% światowej produkcji dwutlenku węgla, natomiast transport lotniczy 15%, a transport drogowy aż
84%. Ogółem środki transportu na całym świecie emitują 20%
dwutlenku węgla, a zdecydowana większość zanieczyszczeń pochodzi od przemysłu.
Pociągi AGC firmy Bombardier produkowane są w fabryce
w Crespin, leżącej w okręgu Valenciennes, tuż przy granicy belgijskiej. Bombardier nabył tę fabrykę w 1989 r. od firmy Ateliers
du Nord de la France (ANF Industries) i obecnie pracuje w niej
1700 osób. Około 5% z tych osób to potomkowie imigrantów
polskich z początku XX w. Przeważnie nie mówią oni już po polsku, ale mają polskie nazwiska. ANF Industries była w przeszłości
drugą pod względem wielkości fabryką taboru kolejowego we
Francji, lecz w końcu lat 80. znalazła się na skraju bankructwa.
Kupno fabryki przez Bombardiera i zainwestowanie znacznych
funduszy zapobiegło temu. W 2001 r. koleje SNCF zamówiły
w Bombardier 500 zespołów AGC w wersji spalinowej i elektrycznej. Pozostałe 198 zespołów zamówiły regiony francuskie. Pierwszy z tych zespołów został dostarczony w 2004 r. Wersja hybrydowa AGC wykonywana będzie w dwóch odmianach: elektrycznej
jednonapięciowej (1500 V dc) i spalinowej (3-wagonowy) oraz
elektrycznej dwunapięciowej (1500 V dc i 25000 V Ac, gdyż
11/2007
33
Francja ma dwa systemy elektryfikacji) oraz spalinowej (4-wagonowy).
Fot. 1. Montaż urządzeń w pudle wagonu AGC w fabryce Bombardier w Crespin;
pudło wykonane jest z aluminium
Fot. 2. Pudła wagonów zespołów AGC oparte są na wspólnych wózkach
Inauguracyjny pociąg hybrydowego w Troyen wykonany został jako 4-wagonowy w wersji dwunapięciowej.
Cały zespół jest oparty tylko na 5 wózkach, środkowe wózki
są wspólne dla sąsiednich wagonów. Takie rozwiązanie zmniejsza
masę zespołu, a także poprawia komfort i bezpieczeństwo jazdy,
gdyż zmniejsza wężykowanie wózków i wagonów, uniemożliwiając praktycznie przewrócenie się wagonu w czasie ewentualnego
wykolejenia oraz zmniejsza koszty budowy zespołu.
Zespół 2-napięciowy wyposażony jest w dwa oddzielne pantografy – jeden na napięcie 1500 V i drugi na 25 kV. Znajdują się
one nad wózkami, odpowiednio między pierwszym i drugim oraz
drugim i trzecim wagonem. Transformator 25 kV/1500 V znajduje
się na dachu trzeciego wagonu, natomiast przekształtniki przetwarzające prąd stały 1500 V na prąd 3-fazowy, którym zasilane
są silniki trakcyjne znajdują się na dachach wagonów nr 1 i 4.
Silniki trakcyjne znajdują się pod wagonami nr 1 i 4, na wózkach
skrajnych. Zespół wyposażony jest w dwa silniki spalinowe firmy
MAN (Niemcy), które zamontowane są pod wagonami nr 1 i 4.
Jeżeli pociąg porusza się przy trakcji spalinowej, to silniki spalinowe napędzają zblokowane z nimi prądnice prądu przemiennego, które poprzez prostowniki zasilają przekształtniki, a te z kolei
silniki trakcyjne.
Zespoły AGC mogą być wykonywane w odmianie do ruchu
intercity, do ruchu regionalnego bądź do ruchu podmiejskiego.
Różnica polega jedynie na liczbie drzwi w wagonach środkowych
– drugim (w składzie 3-wagonowym) lub drugim i trzecim
(w składzie 4-wagonowym). W wersji do ruchu intercity drzwi
w tych wagonach nie ma wcale, w wersji do ruchu regionalnego
są jedne drzwi na stronę pojazdu w każdym wagonie, natomiast
w wersji do ruchu podmiejskiego są dwoje drzwi na stronę pojazdu w każdym środkowym wagonie. Liczba drzwi w wagonach
skrajnych jest zawsze taka sama – po jednych drzwiach na stronę
pojazdu. Zespół ma 70-75% niskiej podłogi, w zależności od
liczby wagonów. Podłoga jest podwyższona w wagonach skrajnych, nad silnikami elektrycznymi i spalinowymi. Wysuwane
stopnie przy drzwiach wejściowych umożliwiają wjazd wózkiem
inwalidzkim z peronu.
Część jednego z wagonów skrajnych pociągu wykonana jest
jako klasa 1, a pozostałe wagony jako klasa 2. W jednym z wagonów klasy 2 jest pomieszczenie na rowery – są wieszaki do powieszenia za przednie koło 6 rowerów.
Podstawowe dane hybrydowego zespołu 4-wagonowego
Moc silników elektrycznych
[kW] 4×325 = 1300
Moc silników spalinowych
[kW] 2×588 = 1176, przy 1800 obr./min
Prędkość maksymalna zespołu [km/h] 160 (trakcja elektryczna i spalinowa)
Przyspieszenie rozruchu
[m/s²] 0,67 (trakcja elektryczna)
[m/s²] 0,47 (trakcja spalinowa)
Liczba miejsc do siedzenia 206
Długość zespołu
[m] 72,8
Wysokość podłogi
[m] 0,59 (rejon wejść)
[m] 1,26 (pozostała część)
Maksymalny nacisk na oś
Fot. 3. Wózek napędny zespołu AGC wraz z widocznym silnikiem 3-fazowym
34
11/2007
[t] 17 (zajęte wszystkie miejsca do siedzenia)
Bombardier jest największym na świecie producentem taboru
szynowego. Jednak jego najbardziej dochodową gałęzią produkcji jest budowa samolotów, stanowiąca 56% jego przychodów,
natomiast budowa środków transportu szynowego (lokomotyw,
wagonów osobowych, zespołów trakcyjnych, tramwajów, pociągów metra – w tym na gumowych kołach, wózków, a także urzą-
Koncepcja zespołu hybrydowego na bazie zespołów o napędzie spalimowym i elektrycznym
dzeń sterowania ruchem kolejowym, zamknięć zwrotnicowych,
liczników osi i innych) – tylko 44%.
Firma Bombardier Inc. została założona w 1942 r. przez Josepha-Armanda Bombardiera w miejscowości Valcourt, prowincja
Quebec, Kanada. Jej pierwotna nazwa brzmiała L’Auto-Neige
Bombardier Limitée i zajmowała się budową pojazdów do poruszania się po śniegu. Pojazdy szynowe zaczęto produkować od
1970 r., kiedy Bombardier zakupił małą austriacką firmę Lohner-Rotax w Wiedniu, produkującą pojazdy śniegowe i tramwaje.
Nabywając kolejne fabryki w Europie, Ameryce i Azji – w tym
niektóre o 100-letniej tradycji, jak wspomniana już ANF Industries w Crespin – Bombardier stał się w krótkim czasie największym producentem taboru szynowego na świecie.
W Polsce Bombardier zakupił w 2001 r. – poprzez Adtranz –
byłą fabrykę Pafawag we Wrocławiu, gdzie obecnie są budowane
pudła lokomotyw i ramy wózków do wszystkich produkowanych
przez Bombardier lokomotyw, a także zakupił zakłady urządzeń
sygnalizacyjnych ZWUS w Katowicach i biuro projektów Rail Engi­
neering w Warszawie. W dwóch miastach polskich – w Krakowie
i Łodzi jeżdżą tramwaje produkcji Bombardier, wyprodukowane
w fabrykach w Austrii i Niemczech.
Najpóźniej firma Bombardier zabrała się za produkcję samolotów, nabywając w 1986 r. kanadyjską firmę Canadair, a następnie dalsze fabryki samolotów. Obecnie Bombardier jest czwartym
pod względem wielkości producentem samolotów cywilnych na
świecie, po takich gigantach jak Boeing (USA), Airbus (Francja)
i Embraer (Brazylia). Siedziba główna firmy Bombardier Inc. znajduje się w Montrealu w Kanadzie, chociaż 96% dochodów firmy
wytwarzane jest poza Kanadą. Siedziba oddziału transportowego,
tzn. Bombardier Transportation, znajduje się w Berlinie. W Europie wytwarzane jest też 70% dochodu Bombardier Transportation.
Koncern Bombardier zatrudnia ogółem na całym świecie ok.
56 400 osób, w tym w Bombardier Transportation – 29 100.
Aby zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska, Bombardier
pracuje obecnie wraz z koleją Virgin Trains, Wielka Brytania, nad
zastosowaniem paliwa biodiesel, produkowanego z oleju rzepakowego i sojowego. Silnik na to paliwo zamontowano na zespole
typu Voyager, który jako pierwszy w Europie będzie pracował na
paliwie zawierającym 15% domieszkę paliwa biodiesel. Tego typu paliwo ma zmniejszyć wydzielanie dwutlenku węgla o 12%
w stosunku do paliwa tradycyjnego.
Fot. 4. Wnętrze kabiny maszynisty pociągu hybrydowego AG
Fot. 5. Pociąg hybrydowy AGC, 4-wagonowy po przyjeździe do stacji Troyes
(8.10.2007 r.)
Foto: Marek Rabsztyn
11/2007
35