Энергопотребление на ВСМ

Как известно, на проектируемой ВСМ Москва-Казань анонсируется курсирование ускоренных контейнерных поездов. Стоит отметить, что это серьёзная инновация в концепции высокоскоростного движения (как, впрочем, и максимальная скорость в 400 км/ч). И она может показаться журналистской уткой или просто бредом. Но тут стоит внести ясность. Этот вопрос действительно всерьёз прорабатывается. Однако, максимальная скорость контейнерных поездов составит 160 км/ч, техническая около 130 км/ч. Для сравнения на основном участке ВСМ для пассажирских поездов эти цифры составляют 400 км/ч и 300 км/ч, на пригородном участке, по техническому отношению соответствующему Главному ходу Октябрьской ж.д., 250 км/ч и 200 км/ч. Вес контейнерного поезда оценивается примерно в 1100 т, что является типичным весом "классического" пассажирского поезда в 18 вагонов.
Для обгона грузовых поездов на ВСМ предусматриваются специальные обгонные пункты.
В итоге получаем те же проблемы, что и на "классической" дороге, только отношение ходовых скоростей меньше. И как следствие выше коэффициент съема.

Но разработчиков данной инновации можно понять. Не строить же ВСМ ради 4-6 пар поездов. Приходится изыскивать любые возможности заполнить возникающую пропускную способность, не считаясь с коэффициентом съема.

Но это преамбула. В данной публикации хотелось бы коснуться энергозатратности повышения скоростей движения поездов.

Стоит рассмотреть данный вопрос на примере сопоставления с некоторыми реальными участками "классических" ж.д., по которым имеются свежие расчеты, учитывающие последние достижения техники. У данного подхода, несомненно, имеется недостаток в малой выборке. Однако, такой подход позволяет отойти от общих фраз и "классических" выводов.



Удельный расход энергии в первую очередь зависит от профиля пути. Разумеется, на горном профиле он выше.
На тягу порожних поездов тратится больше энергии как по причине большего удельного сопротивления движения порожних вагонов.

Как видно из графика расход энергии в 2,8 выше. Причем это практически значимое значение. Но ради сопоставимости представим, если бы по "классическим" дорогам пропускали с типичной для них технической скоростью грузовые поезда такого же веса. Тогда разница составляла где-то в два раза.



На графике видно, что удельный расход энергии несколько уменьшается с увеличением веса поезда. Хотя согласно конкретным расчетам увеличение веса с унифицированного 6000-6300 т до нового, усиленно внедряемого, 7100 т приводит на ряде участков к уменьшению энергопотребления примерно на 3-5%, а на ряде других, наоборот, к увеличению энергопотребления на те же 3-5%. Т.е. указанная тенденция имеет место быть не для всего диапазона весов поезда, что можно объяснить возрастанием потерь с увеличением единичных мощностей нагрузок и более неравномерного характера энергопотребления.

Имеет значение также план пути, разрешенные скорости и временные ограничения, количество остановок и целый ряд других факторов, что весьма затрудняет сопоставление данных для различных участков. В представленных расчетах никак не учтено различие в ситемах электрической тяги. Ибо тут
не всё однозначно.



К тому же ВСМ проектируется с использованием двух систем тяги.

Увеличение технической скорости за счёт ходовой скорости приводит к росту потребления, а за счёт уменьшения остановок (в узком диапазоне) к его снижению.



Хотя какую-то зависимость трудно усмотреть.



Перейдём к рассмотрению пассажирских поездов. Также виден явный рост энергопотребления. Примерно в 3,5 раза по сравнению с "классическим вариантом".



Расчёт по местокилометрам даёт для "Ласточки" несколько другой результат по причине пригородной компоновки мест в поезде.



Так как текущие расходы электроэнергии на тягу "классических" поездов составляют 10-12% себестоимости (для ВСМ эта величина м.б. выше), это не так критично. И не является достаточным основанием отказываться от ВСМ. Но четкое осознание, что высокоскоростное движение имеет принципиально другую энергоемкость, необходимо. И, безусловно, при оценке экономической эффективности внедрения ВСМ нельзя пользоваться средними для ж.д. транспорта цифрами. Увеличение скорости движения приводит к росту себестоимости перевозок, что необходимо учитывать при разработки тарифной системы. Представляется нерациональным установление тарифов на более быстрые перевозки на одном уровне с менее скоростными