Закон сохранения энергии

Компания «Российские железные дороги» является мировым лидером по энергоэффективности перевозок. Передовые позиции ОАО «РЖД» обеспечиваются не только высокой степенью электрификации железных дорог, но и большой работой по энергосбережению.

Первая программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности ОАО «РЖД» появилась в 2008 году. С этих пор работа в области ресурсо- и энергосбережения обрела системный характер, ежегодно принося впечатляющие результаты. По данным Департамента технической политики (ЦТЕХ), экономия топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) по итогам прошлого года составила 7308,6 ТДж на общую сумму свыше 6,5 млрд руб.
«Это рекордный показатель за всё время реализации программы», – подчëркивает заместитель начальника ЦТЕХ Александр Казимиров.

Плановый объём экономии ОАО «РЖД» ТЭР на 2023 год составляет 5407 ТДж на общую сумму 5,6 млрд руб. «Основные затраты ТЭР приходятся на тягу поездов, поэтому и акцент в программе сделан на разработку и реализацию мероприятий, которые обеспечивают снижение потребления ТЭР именно в тяговой энергетике», – уточняет Александр Казимиров.

В этом году задание для Дирекции тяги (ЦТ) по экономии ТЭР составляет 533,9 млн кВт·ч электроэнергии и 51,6 тыс. тонн дизельного топлива, или 5 млрд руб.
«Показатели энергоэффективности постоянно улучшаются благодаря совершенствованию техники и технологий», – говорит начальник топливно-энергетического отдела Дирекции тяги Андрей Рудашевский.


Оптимизация графика

Реализуется программа «Повышение эффективности ранее внедрённой технологии вождения грузовых поездов по твёрдым ниткам энергооптимального графика движения», которая в этом году, согласно планам, поможет ЦТ сэкономить 209,8 млн кВт·ч электроэнергии и 11,1 тыс. тонн дизтоплива.
«В настоящее время на всех дорогах завершено тиражирование системы АПК «Эльбрус» – аппаратно-программного комплекса, предназначенного для построения прогнозного (суточного) энергосберегающего графика движения грузовых поездов, стыковки прогнозных графиков между полигонами дорог и автоматизированной передачи энергооптимального графика в систему диспетчерского управления. Формализованы системные подходы, позволяющие применять АПК «Эльбрус» в технологическом процессе организации перевозок. Разработана и утверждена нормативная документация по актуализации вариантного графика с применением АПК «Эльбрус» и его передаче в систему диспетчерского управления», – сообщил Александр Казимиров.

При этом в Центральной дирекции управления движением (ЦД) отмечают, что сегодня энергооптимальный график при организации движения поездов на сети ОАО «РЖД» используется не в полном объёме. Движенцы обращают внимание на необходимость доработки АПК «Эльбрус», поскольку сейчас его применение не позволяет держать на возможном максимуме пропускную способность основных магистралей. «Энергооптимальный график движения грузовых поездов имеет диапазон контроля –10/+5 минут (поезд может отправиться со станции и прибыть на другую в рамках выделенной нитки на 10 минут раньше или на 5 минут позже. – Ред.). При этом в стандартном временном диапазоне контроля мы выделяем нитку графика –30/+5, что даёт значительно больше вариативности при управлении поездопотоками, особенно в условиях дефицита провозных способностей инфраструктуры», – объясняет заместитель генерального директора ОАО «РЖД» – начальник Центральной дирекции управления движением Михаил Глазков.

Специалистами ВНИИЖТа установлено, что наибольший эффект по снижению потребления ТЭР за счёт использования энергооптимальных режимных карт, энергооптимальных перегонных времён хода, прогнозных графиков АПК «Эльбрус» достигается на поездо-участках со значениями коэффициента использования пропускной способности до 0,7, а сегодня на всех основных направлениях этот показатель значительно превышен.
«Энергооптимальный график строится системой под некий усреднённый состав с какой-то усреднённой тягой, усреднёнными условиями движения. А чтобы добиться снижения потребления ТЭР, необходимо при его составлении учитывать такие факторы, как вес конкретного поезда, серия (возможности) используемого локомотива, температура наружного воздуха, профиль пути. Кроме того, учёт проследования поезда сейчас оценивается по отправлению с начальной станции и прибытию на конечную станцию, без оценки параметров его движения между ними», – отмечает Михаил Глазков.

ЦД предлагает доработать систему с учётом своих замечаний. После этого энергооптимальные графики движения станут приносить ещё больший эффект.


Не только вождение

В Дирекции тяги рассказали и о других проектах, призванных обеспечить выполнение плана по экономии ТЭР. От внедрения и рационального использования на локомотивах ресурсосберегающих технических средств, таких как системы регистрации параметров работы тепловозов и учёта дизельного топлива, системы автоматического запуска дизелей тепловозов, устройства защиты от боксования электровоза, системы автоведения на электровозах с системой информирования машиниста и функцией управления распределённой тягой для организации движения грузовых поездов по твёрдым ниткам графика, ожидается отдача в виде экономии 29,6 млн кВт·ч и 1,5 тыс. тонн дизельного топлива.

Программа «Эксплуатация новых энергоэффективных локомотивов» обещает эффект в 40,2 млн кВт·ч и 18,8 тыс. тонн дизтоплива. «Увеличение среднего веса грузового поезда» сохранит 54,4 млн кВт·ч и 6,6 тыс. тонн дизельного топлива. «Повышение эффективности применения рекуперативного торможения электровозами» сэкономит 69,2 млн кВт·ч электроэнергии.


Торможение ускоряет прогресс

Ещё одно эффективное мероприятие по снижению потребления энергоресурсов на тягу поездов – применение рекуперативного торможения (вид электрического торможения, при котором электрическая энергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть).
«В последние годы уровень возврата электроэнергии в контактную сеть растёт. За восемь лет уровень рекуперированной энергии вырос на 40,6% к уровню 2015 года и составлял в 2022 году 2,86 млрд кВт∙ч. Такие результаты достигнуты в том числе благодаря вводу в эксплуатацию новых локомотивов, режим рекуперативного торможения на которых допустимо осуществлять на более низких скоростях движения поезда в сравнении с электровозами старых серий», – рассказал Александр Казимиров.

Одним из самых ярких примеров применения рекуперативного торможения считается Московское центральное кольцо (МЦК), где в 2019–2022 годах объём рекуперированной энергии составил около 50% от всей энергии, потреблённой электропоездами. Такой высокий уровень рекуперации достигается за счёт частого торможения электропоездов, а также использования «Ласточек» с минимальным скоростным порогом рекуперативного торможения 5 км/ч. Это поезда модификации от ЭС2Г-045 и далее. Подвижной состав ранней модификации и серии ЭС1 начинает возвращать энергию при торможении на скорости от 15 км/ч.
«Рекуперация на МЦК начала применяться с начала его запуска в сентябре 2016 года. Интервал движения составлял 12 минут в обычное время и 6 минут в час пик. По итогам первого месяца работы получилось, что расход электроэнергии электропоездами превысил объём электроэнергии, выданной тяговыми подстанциями, – это и было реальным эффектом применения технологии рекуперативного торможения», – говорит заместитель начальника производственно-технического отдела Московской дирекции скоростного сообщения Артём Приваленко.

С 2019 года движение на МЦК организовано в интервале 8 минут в обычное время и 4 минуты в пиковые часы. Поездов, одновременно находящихся в работе, стало больше, и, соответственно, выросло количество потребителей электроэнергии, возвращаемой в сеть. К тому же такой интервальный график способствует уменьшению расстояния между поездами и снижению потери электроэнергии при передаче от поезда поезду. Всё это увеличило объёмы возврата электроэнергии в сеть, которые сегодня составляют в среднем 4,6 млн кВт·ч в месяц.

Данную технологию теперь успешно применяют на Московских центральных диаметрах Одинцово – Лобня и Нахабино – Подольск. За счёт высокой интенсивности движения электропоездов и обновления подвижного состава Московский узел обладает хорошими перспективами для широкого применения рекуперации.


Экономный пригород

В осуществляющей пригородные перевозки Центральной дирекции моторвагонного подвижного состава (ЦДМВ) также ежегодно экономят ТЭР. «Энергосберегающие мероприятия в моторвагонном комплексе реализуются по двум направлениям. Первое – это снижение энергоёмкости перевозочного процесса: обновление парка, использование рекуперативного торможения, уменьшение расхода ТЭР на простой в ожидании работы. Второе – уменьшение потребления энергоресурсов в стационарной энергетике: контроль за работой освещения и электрооборудования, не участвующего в непрерывной работе, оптимизация режимов работы систем отопления зданий и сооружений, реализация программы внедрения светодиодных технологий взамен устаревших осветительных приборов», – рассказывает ведущий технолог производственно-технического отдела ЦДМВ Александр Соловьёв.

По итогам прошлого года экономия ТЭР в ЦДМВ составила 80 890 ГДж на сумму 90,8 млн руб.


Привлекаемые инвестиции

Стоит отметить, что для реализации энергосберегающих мероприятий компания используют не только собственные средства. Ещё в 2019 году в ОАО «РЖД» был реализован пилотный проект по повышению энергоэффективности систем освещения административно-бытовых зданий с применением механизма энергосервисного контракта (инструмент финансирования проектов в области энергосбережения, при котором сэкономленные средства, полученные от снижения потребления энергоресурсов, используются для оплаты реализованных энергосберегающих мероприятий).

Инвестор за свой счёт выполнил замену существующих осветительных приборов на светодиодные в административно-бытовых зданиях ОАО «РЖД». Компания получила экономический эффект в виде снижения затрат на покупку электроэнергии для освещения и 90% от суммы экономии передала инвестору в качестве оплаты его услуг.

С тех пор заключено 20 энергосервисных контрактов, что позволило привлечь более 370 млн руб. частных инвестиций для внедрения энергосберегающих мероприятий в области освещения. В результате было снижено потребление электроэнергии более чем на 17 млн кВт·ч в год. «Такой механизм позволяет нам не только увеличить темпы реализации энергосберегающих мероприятий, но и снизить нагрузку на бюджет компании, поскольку схема реализации проектов не требует выделения дополнительного финансирования», – подчëркивает Александр Казимиров.

В этом году планируется провести замену более 13 тыс. низкоэффективных осветительных приборов на современные светодиодные на пассажирских платформах, что позволит обеспечить снижение потребления электрической энергии более чем на 10 млн кВт·ч в год. На эти цели планируется привлечь около 350 млн руб. частных инвесторов. Кроме того, будет выведено из эксплуатации ртутьсодержащее осветительное оборудование.

Обозначенные подходы и обеспечивают ОАО «РЖД» лидерство в энергоэффективности, подчёркивают стремление к повышению экологичности его деятельности.

Александр Зубов