Verkenning. elektrificatie noordelijke diesellijnen. voor Provincie Groningen en Fryslân. 29 januari Referentie: OY/RvBH/ Versie: 12

Transcriptie

1 Verkenning elektrificatie noordelijke diesellijnen voor Provincie Groningen en Fryslân 29 januari

2

3 Colofon Ricardo Nederland B.V. Postadres: Postbus 2016, 3500 GA Utrecht Bezoekadres: Radboudtoren, Catharijnesingel 33, 3511 GC Utrecht T F E UTC-Sales@Ricardo.com rail.ricardo.com Ricardo Nederland B.V Ricardo Nederland B.V. All rights reserved. This document was prepared for Provinces Groningen and Fryslân. The distribution of this document is their responsibility. Ricardo plc, its affiliates and subsidiaries and their respective officers, employees or agents are, individually and collectively, referred to in this clause as the Ricardo Group. The Ricardo Group assumes no responsibility and shall not be liable to any person for any loss, damage or expense caused by reliance on the information or advice in this document or howsoever provided, unless that person has signed a contract with the relevant Ricardo Group entity for the provision of this information or advice and in that case any responsibility or liability is exclusively on the terms and conditions set out in that contract. Ricardo Rail and Ricardo Nederland B.V. are trading names of the Ricardo Group of entities. Services are provided by members of the Ricardo Group, unless otherwise indicated in contractual terms and conditions. For further details, please see our website Pagina 3 van 83

4 Samenvatting De provincies Groningen en Fryslân streven naar een duurzame en betaalbare dienstverlening in het openbaar vervoer op de noordelijke diesellijnen. In dat kader is een onderzoek naar elektrificatie van de noordelijke diesellijnen uitgevoerd. Daarbij is ten eerste naar de terugverdientijd gekeken, maar niet uitsluitend. Ook zaken als milieu/duurzaamheids- en gebruikersaspecten zijn meegewogen. Investering Resultaten De onderstaande tabel biedt een overzicht met de benodigde investeringen in infrastructuur en terugverdientijd bij verschillende opties voor elektrificatie. Baanvak Investering infrastructuur V Investering infrastructuur - 3 kv Investering infrastructuur - 15kV Investering infrastructuur - Partieel Terugverdientijd - Elektrificatie op 1500V Terugverdientijd - Elektrificatie op 3kV Terugverdientijd - Elektrificatie op 15kV Terugverdientijd - Elektrificatie partieel mln mln mln mln Jaar Jaar Jaar Jaar Afzonderlijke lijnen Groningen Leeuwarden > Groningen Delfzijl > Groningen Roodeschool > Groningen Veendam > Groningen Bad Nieuweschans > Bad Nieuweschans - Ihrhove Leeuwarden - Harlingen Haven > Leeuwarden Stavoren > Geclusterde lijnen Diesellijnen Groningen > Diesellijnen Fryslân > Diesellijnen totaal > Intensief gebruikte lijnen > Leeuwarden-Ihrhove > Investeringskosten en terugverdientijd infrastructuur Afhankelijk van de systeemkeuze ligt de totale investering tussen 477 mln en 693 mln. De totale investering voor aanleg van het 1500V systeem, de Nederlandse standaard, is op 593 mln geraamd. De verwachte terugverdientijd van de baanvakken Leeuwarden-Groningen is relatief het kortst. Dat komt vooral doordat dit traject het meeste aantal reizigerskilometers kent. Indien alle diesellijnen worden omgebouwd, geldt een terugverdientijd van 80 jaar. 1 Groningen-Roodeschool: Voor investering geld vanaf Sauwerd tot aan nieuw te bouwen station Eemshaven. Voor terugverdientijd is gerekend vanaf Groningen. Pagina 4 van 83

5 Op basis van terugverdientijd bij elektrificatie 1500v is de volgende volgorde van baanvakken het meest gunstig: - Groningen-Leeuwarden - Groningen-Roodeschool - Groningen-Zuidbroek-Veendam - Leeuwarden-Stavoren - Groningen-Delfzijl - Leeuwarden-Harlingen Haven - Groningen-Bad Nieuweschans De investering is hoger en terugverdientijd langer dan resultaten uit eerdere analyses. Daarvoor zijn twee verklaringen: Als eerste blijkt uit de SSK-Raming dat de benodigde investeringen veel hoger zijn dan de inschatting gedaan eerder analyses. Als tweede wordt in deze analyse rekening gehouden met de kosten voor instandhouding, beheer & onderhoud van de elektrische infrastructuur (anders dan andere analyses). Is het mogelijk dat de kosten te verlagen door het elektrificeren te versoberen? De raming in dit rapport is opgesteld met als uitgangspunt de nu beschikbare informatie en met een ontwerp dat strikt de Europese, nationale en Ontwerp Voorschriften Schriften volgt. Met betere informatie en het maken van een andere ontwerpkeuzes is het mogelijk om tot besparingen te komen. Voor het baanvak Groningen-Leeuwarden is dat in theorie een besparing grofweg 31 miljoen. Op de gecombineerde baanvakken Groningen-Leewarden, Groningen-Zuidbroek en Zuidbroek-Bad Nieuweschans is een mogelijk besparing van 63 miljoen euro haalbaar. Let wel: Of deze besparing in de praktijk ook gehaald wordt is echter niet zeker; daarvoor zal op baanvak niveau nog gedetailleerder onderzoek moeten plaatsvinden en daarnaast zullen zowel met ProRail als het Rijk afspraken moeten worden gemaakt over een aantal afwijkingen ten opzichte van de standaard regels Systeemkeuze Als systeemkeuze voor elektrificatie zijn vier systemen overwogen. Van deze systemen kleven met name aan de introductie van het Duitse spanning systeem nogal wat nadelen. De investeringskosten zijn hoger en het 15kV energiesysteem wijkt fors van het Nederlandse 1500V systeem af, waardoor veel technische uitdagingen worden geïntroduceerd. Partieel elektrificatie, ofwel per baanvak een deel elektrificeren en voor de rest van de energievoorziening gebruik maken van een accupakket in de trein, is een interessante optie, maar houd er rekening mee dat deze optie nog niet commercieel is toegepast. Doorlooptijd realisatie Wanneer voor de meest gangbare technologie wordt gekozen, dat wil zeggen elektrificatie op 1500 V, geldt de volgende doorlooptijd. Het traject van besluitvoering, ontwerp, aanbesteding, realisatie tot het testen en accepteren vergt ongeveer vier jaar per baanvak. Het is niet waarschijnlijk dat alle lijnen in één keer aangepast kunnen worden. Het elektrificeren van alle noordelijke diesellijnen (± 250 km) legt een groot beslag op de markt van gecertificeerd personeel, beschikbare capaciteit bij de aannemers en bij de spoorwegbeheerder ProRail. De totale doorlooptijd wordt geschat op een periode van 21 jaar. Duurzaamheid: geluid en emissies Het (partieel) elektrificeren van de spoorlijn heeft naar verwachting een positief effect op welzijn en gezondheid, omdat de lokale emissie van fijnstof, NOx en CO2 verdwijnt. Effecten van geluidsoverlast worden, met name bij lage snelheden, minder. Daarnaast heeft elektrisch rijden een positief effect op het algemene comfort van reizigers en kunnen rijtijden worden verkort omdat elektrische treinen sneller optrekken. Duurzaamheid: CO 2 Effect Pagina 5 van 83

6 Het effect op CO 2 uitstoot per baanvak is onderstaand weergegeven. Baanvak Reductie CO 2 uitstoot t.o.v. diesel Monetaire waarden reductie CO 2 uitstoot Eenheid CO 2 / jaar mln / jaar Afzonderlijke lijnen Groningen Leeuwarden ,29 Groningen Delfzijl ,16 Groningen Roodeschool ,14 Groningen Zuidbroek Veendam 582 0,04 Groningen Bad Nieuweschans ,19 Leeuwarden - Harlingen Haven ,09 Leeuwarden Stavoren ,16 Geclusterde lijnen Diesellijnen Groningen ,68 Diesellijnen Fryslân ,39 Diesellijnen totaal ,07 Intensief gebruikte lijnen ,55 Leeuwarden-Ihrhove ,48 Jaarlijkse reductie in CO 2 uitstoot en monetaire waarden. Bij algemene elektrificatie wordt de uitstoot van CO2 met ton per jaar gereduceerd wat zorgt voor een monetaire waarde van 1,07 mln per jaar. Deze waarde is niet meegenomen bij het bepalen van de terugverdientijd omdat het een theoretisch kader betreft (In werkelijkheid is er niemand die dit geld ontvangt, maar kan als maatschappelijke baten worden gezien. De politieke discussie zou dan ook kunnen gaan over hoe belangrijk het onderdeel planet (en people) moet zijn versus profit ). Risico s Om de effecten van onvoorziene gebeurtenissen bij elektrificatie mee te nemen is voor dit project een risicoanalyse uitgevoerd, waarin is gekeken naar een breed scala van risico s, van politiek tot technisch inhoudelijk. Concluderend zijn de maatgevende risico's vanuit de Kostenramingen: 1) Verhogen kunstwerk is niet mogelijk, aanvullende maatregelen zijn nodig, zoals het maken van een onderdoorgang. 2) Bestaand kunstwerk blijkt niet geschikt voor dragen van bovenleiding. 3) Elektrificatie van beweegbare bruggen blijkt veel kostbaarder dan ingeschat. Daarnaast zijn nog een aantal meer procesmatig risico s geduid: Technische aanloopproblemen bij afwijkende systemen van 1500 V, zijnde; 3 kv, 15kV en partiële elektrificatie. Deze risico s en andere zijn verwerkt in de SSK-raming. Overwegingen/dilemma s Investering De lange terugverdientijd maakt dat investering in het elektrificeren van (een deel) van de noordelijke diesellijnen vanuit bedrijfseconomisch perspectief niet gunstig lijkt. Echter, het kan wel uit dat wil zeggen, op de Pagina 6 van 83

7 meeste baanvakken is een positieve interne rendementsvoet. Bovendien geldt, wanneer in een breder oogpunt wordt gekeken naar de duurzaamheidsaspecten kan elektrificatie wel degelijk als een interessante optie worden beschouwd. De uitdaging is om deze niet financiële aspecten mee te nemen in het afwegingskader. Partiële elektrificatie Bij partiële elektrificatie is een traject gedeeltelijk voorzien van een energievoorziening via een bovenleiding. Op de overige trajectdelen maakt de trein gebruik van een accu. Voordeel is dat aanpassen van veel bruggen, viaducten en hoogspanningslijnen wordt voorkomen, wat een lagere investeringsbehoefte betekent. Wel is het zo dat deze technologie nog in de kinderschoenen staat en het materieel daartoe geschikt moet zijn. Concessie Gezien de verwachte doorlooptijd zal elektrificatie vóór aanvang van de volgende concessie niet gereed zijn. Elektrificatie zal invloed hebben op deze nieuwe concessieperiode, er zal nieuw elektrisch materieel aangeschaft moeten worden en tijdens de ombouw zal een beperkte periode van buitendienststelling zijn. Uitdaging voor de provincies is deze zaken binnen de nieuwe concessie te organiseren. Alternatieven Wanneer er wordt besloten of af te zien van elektrificatie zijn er aantal alternatieven mogelijk. Op korte termijn is Biodiesel de meest voorde hand liggende optie. Het voordeel van Biodiesel is dat het op zeer korte termijn geïntroduceerd kan worden zonder ingrijpende wijzigingen aan de bestaande vloot. Op termijn vanaf ca zijn Batterijtreinen (met partieel elektrificeren) en waterstoftreinen een interessante optie. Batterijtechnologie biedt de mogelijkheid om zonder overal een bovenleiding te bouwen toch elektrisch te gaan rijden. De toepassing van brandstofcellen in treinen is in beweging en biedt in aanleg eveneens de mogelijkheid tot een systeemsprong. Met name de schaalvergroting die bewerkstelligd wordt door een land als Duitsland, maakt deze ontwikkeling interessant. Vervolg Het is aan de bestuurders van de provincies Groningen en Fryslân om een nadere afweging te maken over elektrificatie van de noordelijke diesellijnen. Wanneer hun oordeel positief is zal een aantal zaken moeten worden opgepakt. 1. Stel een projectgroep samen, waarin ambtenaren van de provincies, het ministerie van I&M en een case officer van ProRail zitting in hebben, om de besluitvorming voor te bereiden en te begeleiden. De ervaring bij vergelijkbare projecten, zoals de Maaslijn, leert dat deze werkwijze het reguliere MIRT Proces ondersteunt. 2. Voer een nadere verkenning uit met ProRail naar optimalisatie van het ontwerp, fasering en bouw. 3. Coördineer verder projectaanpak/onderzoek/resultaten met voorbereidingen voor de nieuwe concessieperiode in Coördineer de verder projectaanpak/onderzoek/bestuurlijke & management activiteiten tussen de provincies Groningen en Fryslân. 5. Werk alternatieven uit voor het vergroenen van brandstof voor die baanvakken die (nog) niet geëlektrificeerd worden. Tot slot en overweging Uit dit onderzoek blijkt dat het elektrificeren van alle noordelijke diesellijnen op basis van terugverdientijd als argument onvoldoende basis heeft. Toch is er een breder perspectief waarin elektrificatie weldegelijk een logische keuze is. De noordelijke provincies hebben eerder de ambitie uitgesproken om de verbinding tussen het noorden en Duitsland per spoor te verbeteren. Het elektrificeren van het spoor is een logische keuze die heel goed in deze ambitie past. Wanneer dit perspectief meegenomen wordt, is de logische afweging om niet alle noordelijke diesellijnen te elektrificeren maar te beperken tot die trajecten die bijdragen aan deze meervoudige doelstelling. Pagina 7 van 83

8 Inhoudsopgave 1 Inleiding en doelstelling 9 2 Methodologische verantwoording 11 Deel 1: Technisch afwegingskader 14 3 Technische stand van zaken en ontwikkeling 15 4 Energievoorziening systeem 19 5 Invloed elektrificatie op goederenvervoer 27 6 Materieel 29 7 Doorlooptijd 31 8 Concessie 34 9 Duurzaamheid 37 Deel 2: Investeringskosten Uitgangspunten investeringsramingen bovenleidingen Resultaten SSK-Raming 46 Deel 3: Analyse exploitatiekosten Exploitatiekosten analyse Uitkomsten exploitatie analyse Conclusie en aanbeveling 63 Bronnen 69 Begrippenlijst 70 Appendix A 72 Appendix B 73 Appendix C Uitgangspunten SSK-Raming 75 Appendix D Voordeel in exploitatiekosten jaar 1 per baanvak 79 Appendix E Risico-inventarisatie 83 Pagina 8 van 83

9 1 Inleiding en doelstelling Deze rapportage is een verkenningsstudie naar elektrificatie van de noordelijke diesellijnen in opdracht van de provincie Groningen en provincie Fryslân. Deze provincies streven beide naar een duurzame en betaalbare dienstverlening in het openbaar vervoer op de noordelijke diesellijnen. In het voortraject zijn een aantal studies uitgevoerd naar een meer duurzaam alternatief voor de huidige dieseltreinen en de bijbehorende kostenimplicaties. Uit deze onderzoeken is gebleken dat (gedeeltelijke) elektrificatie van de lijnen interessant is. Maar de eerder uitgevoerde studies geven geen eenduidig beeld. De provincies hebben Ricardo Rail (voorheen Lloyd s Register Rail) en Railinfra Solutions gevraagd om een gedetailleerder onderzoek naar elektrificatie van de noordelijke diesellijnen uit te voeren. Figuur 1.1: Overzichtskaart noordelijke diesellijnen [ovinnederland] 1.1 Doelstelling onderzoek Dit onderzoek dient om bestuurders in de provincies Groningen en Fryslân inzicht te verschaffen in de kosten, baten en terugverdientijden van verschillende scenario s voor elektrificatie van de noordelijke diesellijnen. Het onderzoek heeft een drietal doelstellingen: 1) Het inzichtelijk maken van het technisch afwegingskader bij elektrificatie. 2) De benodigde investeringen met een SSK-raming inzichtelijk maken. 3) Het inzichtelijk maken van de Business Case door de terugverdientijd en Interne Rendementsvoet. 1.2 Inhoud onderzoek Met deze drie doelstellingen zijn de volgende onderzoeken uitgevoerd. Technisch afwegingskader Het technisch afwegingskader heeft als doel ondersteuning te bieden bij het definiëren van de technische eisen. Daartoe worden de volgende deelvragen behandeld - Wat is de huidige technische stand van zaken en welke alternatieve (zoals waterstoftreinen of batterijtreinen) ontwikkelingen zijn te verwachten? Pagina 9 van 83

10 - Welk mogelijkheden bestaan er voor elektrificatie en wat zijn technische aspecten van deze systemen? - Hoe moet worden omgaan met grensoverschrijdingen? - Wat zijn de effecten van elektrificatie op goederenvervoer? - Op welke termijn is elektrificatie mogelijk? - Wat zijn mogelijke effecten van elektrificatie op de exploitatie en concessie verlening? - Welke duurzaamheidsaspecten worden door elektrificatie geraakt? Investeringskosten Een investeringskostenraming conform standaard systematiek voor kostenraming (SSK-) raming met maximale bandbreedte van 20% van volledige elektrificatie voor de zeven noordelijke diesellijn baanvakken. Daarbij is een aantal varianten berekend, namelijk; - Elektrificatie naar 1500 V - Elektrificatie naar 3,0 kv - Elektrificatie naar 15kV - Elektrificatie volgens het principe van partiële elektrificatie (toegelicht in hoofdstuk 4.4). Businesscase De terugverdientijd van (partiële) elektrificatie o.b.v. de inzichten in investerings- en exploitatiekosten. Op basis van voorgaande analyse zal worden gekeken naar de terugverdientijd. De terugverdientijd is zowel op baanniveau als in een aantal clusters inzichtelijk gemaakt. Onderzoek omvat de lijnen - Groningen Leeuwarden - Groningen Roodeschool (tot aan Eemshaven) - Groningen Delfzijl - Groningen Zuidbroek - Veendam - Groningen Bad Nieuweschans Ihrhove - Leeuwarden Harlingen Haven - Leeuwarden Stavoren Pagina 10 van 83

11 2 Methodologische verantwoording Dit hoofdstuk verklaart de opbouw en uitgangspunten van het onderzoek. 2.1 Technisch afwegingkader Het technisch afwegingskader is opgebouwd op basis van literatuuronderzoek en expertraadpleging. Resultaten uit deze studie zijn naast het advieskader gebruikt als uitgangspunt voor de investeringsanalyse en businesscase. Specifiek voor het thema duurzaamheid is gebruik gemaakt van de Duurzaam GWW methodiek ( Daarbij is een quick-scan uitgevoerd waarbij actuele thema s voor dit project worden gefilterd uit het ambitieweb en de omgevingswijzer. 2.2 Investeringskosten (SSK-raming) De voor elektrificatie noodzakelijke investeringskosten zijn bepaald door middel van een SSK-raming. Hiervoor zijn de volgende stappen doorlopen Stap 1: Schetsontwerp per baanvak Per baanvak is een schetsontwerp gemaakt. Uitgangspunt van het schetsontwerp is dat het ontwerp voldoet aan de nieuwste eisen van ProRail: het vigerende OVS ten aanzien van elektrificatie met 1500V. Dit schetsontwerp heeft een detailniveau zoals wordt voorgeschreven door ProRail bij het opstellen van een SSK-raming, met een bandbreedte van 20%. Het schetsontwerp gaat van de volgende uitgangspunten uit: - De baanvakken worden voorzien van een door ProRail gespecificeerd B1 bovenleidingsysteem met draagconstructie, geschikt voor snelheden t/m 140 km/h; - Er wordt bij het schetsontwerp van de bovenleiding en draagconstructie rekening gehouden met de toekomstige uitbreidingsmogelijkheden zoals beschreven in het programma Noord Nederland; - De bestaande infrastructuur wordt zo min mogelijk (bij voorkeur niet) aangepast, eventuele noodzakelijke aanpassingen worden geïnventariseerd en in de raming meegenomen; - Transport van energie van onderstation Netbeheerder tot onderstation ProRail m.b.v. 10 kvkabels, waarbij er per onderstation twee 10kV voedingsvelden zijn, wordt ingeschat op basis van bekende locaties van verdeelstations van de netbeheerder en meegenomen in de raming; - De gewenste dienstregeling nu en in 2020, moet minimaal kunnen worden gereden met minimaal dezelfde vervoerscapaciteit met elektrisch materieel Stap 2: Inventarisatie van risico s Op basis van het schetsontwerpen zijn de risico s van elektrificatie te inventariseren. Het overzicht van risico s is opgenomen in Appendix E Stap 3: Raming van kosten per baanvak In De SSK-raming zijn vervolgens de aantallen, stuksprijzen, engineering en arbeidskosten van het schetsontwerp bepaald. Daarnaast zijn ook de onvoorziene kosten uit de risicosessie meegenomen Stap 4: Monte-Carlo-simulatie Met behulp van het softwarepakket RisicoRaming worden de risicoanalyse en de deterministische kostenraming door Monte Carlo simulaties omgezet naar een probabilistische kostenraming. Voor toelichting over de begrippen deterministisch en probabilistisch zie begrippenlijst. Pagina 11 van 83

12 2.2.5 Varianten studie Op basis van de kosten specifiek per baanvak voor het elektrificeren naar de standaard van 1500 V voedingsspanning zijn ook de kosten van de varianten; 3kV, 15kV en partieel elektrificeren bepaald Betrouwbaarheid van gegevens Om de betrouwbaarheid van de raming te onderbouwen is de raming opgezet conform de standaard systematiek voor kostenramingen SSK, CROW publicatie 137. Voor het uitwerkingsniveau van bovenleiding en draagconstructies en tractie- / energievoorziening wordt de richtlijn Code RIB 0090 v. 3.0 (31 mei 2010) van ProRail gehanteerd. 2.3 Business case De batenanalyse brengt het verschil in exploitatiekosten bij elektrificatie in kaart ten opzichte van het bestaande dieselmaterieel. De volgende zaken zijn onderzocht en worden doorlopen Analyse investeringsperiode en moment van aanvang De tijdshorizon waarop elektrificatie kan worden bewerkstelligd en terugverdiend is bepaald op basis van de concessieverlening en de standtijd van materieel Verwerving en leasekosten Uitgaande van de voorwaarden van de bestaande vloot worden de aanschaf/lease kosten voor het verwerven van de nieuwe vloot vastgesteld en uitgewerkt in de genoemde drie alternatieven. De analyse zal inzicht verschaffen in de aanschafwaarde, (de eventuele) ombouw/aanpaskosten, engineering, toelating materieel en projectbegeleiding bij aanschaf. De prijzen worden gebaseerd op de aanschafwaardes van soortgelijk materieel in afgelopen periode Energieverbruik Het jaarlijks energieverbruik is berekend voor de huidige situatie, bij gehele elektrificatie en bij partiële elektrificatie. Referentiegetallen zijn bepaald op basis van berekeningen van leveranciers en ervaringswaarden van bestaand materieel en dienstregeling. Met deze gegevens is vervolgens op basis van meer-jaren gemiddelden van diesel- en elektriciteitsprijzen een inzicht gegeven in de kosten. Daarbij is ook rekening gehouden met de kosten van tankritten en energie(transport) verliezen Kosten onderhoud Het verschil in kosten voor beheer en onderhoud voor het materieel in de drie alternatieven zijn door de standtijden van de elementaire onderdelen en onderhoudscycli bepaald Kosten gebruik Op basis van kengetallen van ProRail is een analyse gemaakt van de gebruikersvergoeding Model voor businesscase De terugverdientijd is over een looptijd van 60 jaar doorgerekend om een goed inzicht te krijgen in de werkelijke kosten. De periode van 60 jaar is twee keer de standaardtermijn voor afschrijving van materieel. Daarnaast is de Interne rendementsvoet (IRR) van dit project over een periode van 60 jaar bepaald. 2.4 Uitgangspunten Ten behoeve van deze studie is een aantal uitgangspunten gehanteerd. Deze worden in onderstaande paragrafen toegelicht. Pagina 12 van 83

13 2.4.1 Infrastructuur Voor het bepalen van het netwerk is uitgegaan van het bedieningspatroon, baanvakcapaciteit op basis van de situatie zoals deze in het programma Noord Nederland is voorzien. Uitgangspunt voor elektrificatie is het standaard 1500V systeem zoals in Nederland gebruikelijk is. Alle varianten die ten behoeve van deze studie zijn uitgewerkt zijn gebaseerd op dat systeem. Deze studie tracht de investeringen per traject zo goed mogelijk te onderbouwen. De uiteindelijke investering zal echter afhankelijk zijn van details die op dit moment nog niet zijn te overzien, zoals bijvoorbeeld; - De keuze voor aanpassingen aan railinfra anders dan de energievoorziening: extra perronaanpassingen, passersporen, wissels en/of sporen. - De wijze waarop de opbouwperiode zal worden ingevuld: geheel (treindienst vervangen de bussen) versus gedeeltelijk (extra kosten voor het blijven rijden tijdens de ombouw van de infrastructuur) Materieel Het materieeltype is geen onderwerp van deze studie. De materieelkeuze is afhankelijk van de voorwaarden en overeenkomst tussen de provincies en concessiehouders. Uitgegaan wordt van het materieel wat nu in gebruik is voor de dieselvariant en het meest gangbare alternatief voor de elektrische variant; de Stadler GTW dieselvariant en elektrische variant (elektrisch). De energieleverancier, het productieproces en eventueel effecten van efficiënt inkopen blijven buiten beschouwing. Er wordt gerekend met een gemiddelde energieprijs per liter diesel op basis van gemiddelde van het CBS. De gemiddelde energieprijs per kwh is op basis van VIVENS gegevens. Het CO2 effect wordt weergegeven op basis van tank to wheel emissie. Voor elektriciteit is het CO2 effect van opwekking bepaald op basis van het principe van 100% groene stroom zoals bepaald in de VIVENS overeenkomst [VIVENS] Concessie, marktordering en financiële onderbouwing De basis van deze studie is de huidige situatie waarbij met dieselmaterieel wordt gewerkt. Uitgangspunt voor elke variant van deze basis is dat investering noodzakelijk is. Kern van deze studie is het inzichtelijk maken van de verschillen (delta s) in exploitatiekosten en vervangingsinvesteringen ten opzichte van deze huidige situatie en op basis daarvan de terugverdientijd te bepalen. Voor de Businesscase gelden de financiële consequenties voor concessieverlener en exploitant gezamenlijk als uitgangspunt. Dit betekent dat investeringen in de infrastructuur, materieel en exploitatie van de concessieverlener en exploitatie gezamenlijk worden genomen. Hierbij is een verdeling van investering financiële effecten naar concessieverlener en vervoerders geen onderdeel van deze studie. De studie gaat uit van het huidige bedieningspatroon en in het jaar 2020 zoals opgegeven door de provincie en opgenomen in Appendix A. Hoewel het mogelijk is dat het bedieningspatroon in de toekomst wijzigt is dit geen onderdeel van deze studie. Pagina 13 van 83

14 Deel 1: Technisch afwegingskader De investering en terugverdientijd van elektrificatie zijn afhankelijk van een aantal technische keuzes die van invloed zijn op zowel het baanvak van aanpassing als de technische invulling. In dit deel van de studie is het afweegkader van deze keuzes uiteengezet, ten einde de beleidsdiscussie zoveel mogelijk te ondersteunen. De onderwerpen (genoemd in hoofdstuk 1) worden achtereenvolgens behandeld. - Technische stand van zaken en ontwikkelingen - Systeemkeuze elektrificatie - Grensoverschrijdingen en elektrificatie - Goederenvervoer en elektrificatie - Termijn en planning elektrificatie - Rollend materieel - Elektrificatie en concessie verlening - Afwegingskader vanuit duurzaamheidsaspecten Op basis van de analyses in dit technische afwegingskader is verder invulling gegeven aan het investeringsvraagstuk en de business case. Pagina 14 van 83

15 3 Technische stand van zaken en ontwikkeling In het afwegingskader voor elektrificatie is een eerste behoefte inzicht te verkrijgen in de stand der techniek. In een beknopte verkenning is onderbouwd welke technologische ontwikkelingen gaande zijn als ondersteuning voor de beleidskeuze. In de verkenning is geen rekening gehouden met economische, sociale, politieke en juridische haalbaarheid van de technologische ontwikkelingen die zijn beschouwd. 3.1 Inductieve voeding 3.2 LNG In de afgelopen decennia zijn diverse concepten gepresenteerd die tractie-energie via inductieve voeding naar het railvoertuig willen overbrengen, zoals bijvoorbeeld Maglev (de zweeftrein TransRapid) en Primove waarbij vanuit lussen een inductievoeding aan het voertuig (met name bussen) wordt overgebracht. Deze concepten komen na introductie en demonstratieprojecten ogenschijnlijk moeizaam verder van de grond, wellicht door de hoge investeringskosten die er mee gemoeid zijn. De ontwikkelingen in het Maglev systeem liggen ogenschijnlijk stil, terwijl Primove zich in een onzeker prototype stadium bevindt; er is voor beproeving 800 m tramlijn ingericht. Het ligt niet voor de hand bij regionale treindiensten in de komende vijf jaar een systeemsprong vanuit deze concepten te verwachten. In de jaren 80 is, met name in de VS, door vrachtvervoerders kortstondig met waterstof (LNG) als brandstof voor locomotieven geëxperimenteerd. In de afgelopen paar jaar zijn deze experimenten uit de mottenballen gehaald en worden nu, nog steeds in de VS, toegepast bij enkele rangeerlocomotieven. Twee jaar terug nam vervoerder BNSF Railways een LNG-loc voor beproeving in het vrachtvervoer op lange afstanden in gebruik. Canadian National Railways laat, eveneens als proef met lange afstand vrachtvervoer, twee van haar locomotieven op een mengsel van LNG (90%) en diesel (10%) rijden. Zeer recent presenteerde een Chinese bouwer van locomotieven haar hybride diesel/lng locomotief, eveneens bestemd voor lange afstand vrachtvervoer. De beproevingen zullen zich met name richten op het verbeteren van de betrouwbaarheid. In toepassing van LNG als brandstof voor locomotieven is beweging zichtbaar, al beperkt deze zich vooralsnog tot vrachtvervoer. Uit praktijk onderzoek blijkt dat gas niet dezelfde motorprestaties kan leveren als diesel en elektrische treinen. LNG heeft negatieve consequenties op aanzet van de trein en daarmee een langere treinomloop [Marbek]. Op een recente bijeenkomst over duurzame alternatieve voor het spoor bevestigd ook Energy Valley deze conclusie. Het lijkt weinig opportuun om binnen de komende vijf jaar een toepassing bij passagiersvervoer op regionale lijnen te veronderstellen. 3.3 Biodiesel Biodiesel is brandstof die wordt geproduceerd uit organisch materiaal en vormt een alternatief voor benzine en diesel gemaakt van fossiele olie. Gelijk aan LNG zijn verschillende met name Noord- Amerikaanse partijen bezig met het ontwikkelen en bijmengen van Biobrandstof op het bestaande diesel verbruik. Maar ook in Nederland is biodiesel in ontwikkeling. Op dit moment loop een pilot project met vervoer over de Betuweroute. Voordeel van biodiesel is dat het gemaakt kan worden van lokale, hernieuwbare bronnen. Op de totale van bron tot wiel CO2 uitstoot kan tot 15% bespaard worden. Mogelijk probleem van biobrandstoffen Pagina 15 van 83

16 is het residu in brandstof dat verstoppingen in injectoren kan veroorzaken. Bij de nieuwe generatie (synthetische) biobrandstoffen is dit probleem verholpen omdat de brandstof gekraakt en opnieuw opgebouwd is. Hoewel biodiesels op lange termijn geen oplossing voor het CO2 de uitstoot is kan het op korte termijn in een bestaande vloot zonder aanpassingen worden toegepast. 3.4 Waterstof De brandstofcel op waterstof was ooit een grote belofte als betrouwbare en vooral hernieuwbare energiebron. Helaas bleek de praktijk weerbarstig. Historisch gezien wordt waterstof nagenoeg nergens toegepast. Problemen met zowel kosten als technische aspecten (waaronder opslag, werkend over groot temperatuurbereik, vochtigheid, en dergelijke) belemmerden de toepassing buiten het laboratorium. De uitzondering was de mijnbouw (o.a. Zuid-Afrika, de VS en Canada), waar een constant klimaat heerst. Echter, de afgelopen paar jaar lijkt de brandstofcel in opmars. Eerste ontwikkelingen met waterstof zijn vooral toegepast bij bussen. Elektrisch aangedreven bussen met brandstofcellen op waterstof worden in diverse Europese en Amerikaanse steden gebruikt bij wijze van proef. Conclusies uit de proeven met bussen zijn niet altijd positief. Nadelen zijn vooral problemen met de betrouwbaarheid van het systeem, de verschillen in operationele en investeringskosten ten opzichte van conventionele bussen. Desondanks is er de laatste periode veel interesse gekomen in waterstof bij het spoor. Zowel in Noord- Amerika, Europa, China als Japan zijn diverse prototypen trams en treinen voor testdoeleinden gepresenteerd. De prototypen en testen bevinden zich in zeer vroege prototype fasen waarbij de weg naar commerciële toepassing nog lang is niet in het minst omdat de infrastructuur voor productie, opslag en distributie van dergelijke cellen grote investeringen vergt. Belangrijk is te benadrukken dat voor de introductie van waterstof een waterstof infrastructuur noodzakelijk is en zal moeten worden gerealiseerd. De meest belangrijke ontwikkelingen zijn in de Verenigde Staten, China, Aruba en Duitsland. In Los Angeles heeft BNSF Railway in januari 2010 een waterstof aangedreven locomotief ontwikkeld die wordt gebruikt voor goederenvervoer. In zowel China (Qingdao, provincie Shandong) als op Aruba zijn proeven met een tram op een waterstofcel gaande. Maar verreweg de meest belangrijke ontwikkeling is de recent, door Alstom en drie Duitse deelstaten, getekende Letter of Intent om twee prototypen waterstof treinen te ontwikkelen. Doel is in 2018 twee treinen met onder andere een brandstofcel en een nieuw energiemanagementsysteem te testen. Gestreefd wordt om in 2022 zo n 40 regionale treinen op basis van deze technologie te laten rijden. Het experiment loopt samen met DLR, een Duits instituut dat is gespecialiseerd in onderzoek naar transport. Ook Denemarken, UK en Noorwegen zijn geïnteresseerd in deze ontwikkelingen. Indien alle beproevingen succesvol doorlopen worden, is dit een interessante ontwikkeling. 3.5 Batterijtrein Welbeschouwd is rijden op energie uit accu s geen innovatie in de spoorwegen; het principe wordt al ruim een eeuw toegepast, onder andere in plaatsen met explosiegevaar door vonken zoals munitie depots. Ook rijdt een deel van de werktreinen in de metro op energie uit accubatterijen en reed in het recente verleden de trein Maastricht Aken (tot 1988) op batterijen. Voor de volledigheid zal een toepassing met batterijtreinen waarschijnlijk moeten worden gecombineerd met een partiele elektrificatie van het spoor. Voor het (her-)laden van de batterijen is toegang tot een Pagina 16 van 83

17 elektrische netwerk noodzakelijk. De meest voor de hand liggende oplossing is het met een pantograaf afnemen van stroom van de bovenleiding. Voordeel van deze technologie zijn de potentiele kostenbesparingen omdat dan slechts kleine gedeelten van het spoor van bovenleiding voorzien moeten worden. De nadelen van dergelijke technologie zijn; het noodzakelijke volume voor de batterij in de trein; het extra gewicht van de batterij (Bij de beproeving in het Verenigd Koninkrijk (zie onderstaande) is één van de vier tractie motor uit de trein verwijderd om de gewichtstoename te compenseren en ruimte te creëren) en; de afvoer van gebruikte batterijen. De afgelopen jaren zijn er veel ontwikkelingen op het gebied van batterijtechnologie geweest en nog steeds gaande. Vooral bij bussen wordt batterij technologie steeds vaker toegepast. Toepassing van batterijen voor energievoorziening op regionale lijnen bevindt zich anno 2015 in de vroegste fase waarin het werkingsprincipe en haalbaarheid met prototypes wordt onderzocht (in het Verenigd Koninkrijk en Japan). Begin 2015 is een serie beproevingen in Derby en Leicestershire uitgevoerd. De testen hadden tot doel om zowel inzicht in de haalbaarheid van het principe te verwerven, alsmede deze in de praktijk overtuigend aan te tonen. Hierbij was een elektrische trein die geschikt was voor twee soorten bovenleidingspanningen voorzien van een energiebuffer in de vorm van Lithium Ferro Phosphate (LFP) batterijen. Bij de pilot werd gebruik gemaakt van een bestaand traject met aan het begin en einde van het traject een bovenleiding en in het midden een deel zonder bovenleiding. In januari 2015 verzorgde een accutrein gedurende vijf weken de passagiersdienst op de lijn Manningtree Harwich (18,2 km, 6 haltes). Een retourtrip duurde 50 minuten en 80% van de tijd werd afgelegd door gebruik te maken van het accupakket. Het experiment is van tijdelijke aard geweest en inmiddels afgerond. De trein gebruikt, bij het experiment, is in zijn originele staat teruggebouwd. Daarnaast heeft in Japan in 2012 een succesvol experiment op de Karasuyama lijn (Tochigi provincie centraal Japan) plaatsgevonden. Er is geen vervolg op dit experiment geweest. Beide experimenten laten zien dat rijden het met accubatterij mogelijk is en zonder beperkingen kan worden toegepast in commerciële dienst. Maar in het Europese Research programma Shift2Rail is energy storage ook als specifiek onderwerp genoemd. Dit betekent dat er de komende jaren nog veel ontwikkelingen te verwachten zijn. 3.6 Super-condensator Een super-condensator kan in korte tijd, typisch 30 seconden, grote hoeveelheden energie opslaan. De systemen zijn geschikt voor opslag van remenergie en kunnen tijdens een kortstondige haltering snel en volledig opladen. De techniek is vooralsnog met name bestemd voor toepassing in metro en tram, eventueel in combinatie met andere tractiesystemen, en oogt minder geschikt voor regionaal treinvervoer. Dit omdat super-condensatoren geschikt zijn voor het snel opslaan en afstaan van beperkte hoeveelheden energie. Dat gaat goed voor het relatief geringe vermogen van trams, voor treinen is het nog niet aangetoond. De hoeveelheid energie die een trein teruglevert bij remmen en vraagt bij optrekken, is veel groter dan bij een tram. Voor partieel elektrificeren is een accu nodig, in verband met het benodigde vermogen. 3.7 Vliegwiel Vliegwielen worden in met name trams en metro voor de opslag van remenergie toegepast waardoor zo n 15% besparing op het totale energieverbruik is te realiseren. Maar zullen altijd in aanvulling op een andere energiebron moeten worden toegepast. Pagina 17 van 83

18 3.8 Conclusie technologische ontwikkelingen Wetende dat de huidige concessie van de noordelijke spoorlijnen eindigt in 2020 en reeds in 2016 gestart moet worden met de aanbesteding voor de periode na 2020 geldt dat de belangrijkste conclusie is dat een systeemsprong op deze korte termijn niet mogelijk is. Er zijn op dit moment voor de concessie vanaf eind 2020 geen pasklaren toepassingen die geïmplementeerd kunnen worden. Hoewel er interessante ontwikkelingen gaande zijn, zijn alle ontwikkelingen nog in beweging. De uitrol van alle benoemde technologische ontwikkelingen kent nog een aantal risico s: Geen van deze technologieën is vrij van kinderziektes en inpassingsproblematiek. Dat gezegd hebbeende is het zo dat er ontwikkelingen gaande zijn die op termijn (circa 2025) zeker interessant zijn. In het onderstaande overzicht is deze ontwikkeling weergegeven. Inductieve voeding LNG BioDiesel Waterstof Batterijtrein met partiele elektrificatie Super conductor Vliegwiel CO 2 reductie t.o.v. dieseltrein Theoretische haalbaarheid Praktijk ervaring regionaal vv Rijperformance t.o.v. dieseltrein Tabel 3.1: Overzicht van stand der techniek bepaalt Het voordeel van Biodiesel is dat het op zeer korte termijn geïntroduceerd kan worden. Batterijtechnologie (partieel elektrificeren) biedt de mogelijkheid om zonder overal een bovenleiding te bouwen toch elektrisch te gaan rijden. De toepassing van brandstofcellen in treinen is in beweging en biedt in aanleg eveneens de mogelijkheid tot een systeemsprong. Met name de schaalvergroting die bewerkstelligd wordt door een land als Duitsland, maakt deze ontwikkeling interessant. Pagina 18 van 83

19 4 Energievoorziening systeem In Nederland is de energievoorziening voor tractie van treinen een standaard systeem van 1500 V gelijkstroom. Dit systeem is specifiek Nederlands en er zijn internationaal vele varianten in gebruik. Ten behoeve van een gedegen afweging zijn, buiten het Nederlandse 1500V systeem, drie varianten nader uitgewerkt; 3kV, 15kV en partiële elektrificatie. 4.1 Energievoorziening op 1500 V Het 1500 V-energievoorzieningssysteem vormt sinds 1925 de standaard binnen Nederland. Destijds was dit systeem voor Nederland optimaal. Inmiddels is dit, door de toegenomen treinintensiteit, niet langer het geval. In de loop der tijd zijn diverse alternatieven overwogen, zoals bijvoorbeeld 25 kv. Binnen ProRail en NS loopt een onderzoek naar de eventuele overgang naar 3 kv waarover de politiek later dit jaar, of medio 2016, zal debatteren. 4.2 Energievoorziening op 3kV Energievoorziening met 3 kv wordt onder andere toegepast in België. Grote voordelen zijn de besparing op het aantal onderstations, waar de spanning uit het openbare net naar de juiste bovenleidingspanning wordt omgevormd, en de afname van (warmte)verliezen in de bovenleiding. Binnen de ProRail organisatie loopt onderzoeken naar het omzetten van de bovenleidingspanning naar 3kV. Voor bestaand spoor geldt dat de ombouw naar 3 kv plaats kan vinden zonder majeure infrastructurele aanpassingen. Een degelijke ombouw is traject dat niet alleen technisch maar ook een belangrijk bestuurlijk/politiek besluitvormingsaspect kent. Voor de noordelijke diesellijnen zal een ombouw naar een 3kV systeem niet los gezien kunnen worden van deze nationale discussie. Een dergelijk proces is altijd complexer dan op het eerste gezicht lijkt. De noordelijke provincies moeten er voor waken dat, wanneer men hier voorop gaat lopen, er niet een onevenredig deel van de ontwikkelkosten ten laste van de Provincie komt. 4.3 Energievoorziening op 15kV Het voeden met 15kV, 16,7 Hz wisselspanning (de Duitse spanning ) is nader onderzocht met het oog op het grensoverschrijdend verkeer tussen Bad Nieuweschans en Leer. Een 15kV-bovenleidingspanning kent een aantal speciale aandachtspunten ten opzichte van voeding met 1500V of 3kV. Ten eerste is er het geringer aantal benodigde onderstations. Door de hogere spanning, kan één 15kV-onderstation een veel groter gebied van tractie-energie voorzien. Een groot nadeel van het15kv-systeem is dat de frequentie van de spanning afwijkt van het openbare net: 16,7 versus 50 Hz. Dit betekent dat de onderstations niet direct op het Nederlandse hoogspanningsnet kunnen worden aangesloten. Om 50 Hz naar 16,7 Hz om te vormen, zijn frequentieomvormers nodig. Frequentie-omvormers brengen voor grote vermogens als elektrische tractie hoge kosten met zich mee. In Duitsland bezit de DB daarom een aantal eigen elektriciteitscentrales en omvormercentrales die speciaal voor de tractie-energievoorziening hoogspanning (110 kv) met 16,7 Hz opwekken. Deze centrales zijn aangesloten op een eigen hoogspanningsnet. De 15kV-onderstations worden in Duitsland gevoed door dit bij DB Netze (de Duitse equivalent van ProRail) in eigen beheer zijnde net, dat voor het overgrote deel bestaat uit bovengrondse hoogspanningslijnen. Voor de toepassing in Nederland is er een aantal opties: Centrale omvorming Centrale omvorming uit het nationale hoogspanningsnet, distributie via eigen hoogspanningslijnen. Centrale omvorming vereist een sterk hoogspanningsnet. In praktijk betekent dit dat er naast de Pagina 19 van 83

20 elektrificatie van de diesellijnen ook een apart elektriciteitsnetwerk aangelegd dient te worden, een operatie die de voorliggende opgaven vele male complexer en daarmee duurder maakt. Buiten dat is de vraag wie dat netwerk in die situatie moet gaan beheren Importeren uit Duitsland Importeren van elektrische energie op een frequentie 16,7 Hz kan een optie kunnen zijn, ware het niet dat in Nederland mogelijk beperkingen gesteld zijn aan de partijen die energie mogen importeren: de wetgever heeft gesteld dat de landelijke netbeheerder TenneT het exclusieve recht heeft op import en export van elektrische energie. Er moet worden uitgezocht of dit ook geldt voor tractie-energie. Wel moet opgemerkt worden dat er al een aantal locaties zijn waar met dergelijke grensoverschrijdendesystemen wordt gewerkt. Maar dit betreft in alle gevallen kleine lokale toepassingen, die niet te vergelijken zijn met de situatie zoals hier voorgesteld Decentrale omvormer 15 kv 16,7 Hz kan ook decentraal, dus per onderstation worden ingericht. Dit vereist echter een relatief dure omvormer per onderstation. Ook moet het openbare net waar het onderstation op wordt aangesloten, het gevraagde vermogen (ca. 20 MW) kunnen leveren. In dunbevolkte gebieden kan dit een probleem zijn. Er zijn in vergelijking met 1500 V of 3 kv minder aansluitingen nodig, omdat één onderstation een veel grotere baanvaklengte van energie kan voorzien. Decentrale omvorming komt in Duitsland vooral in het noorden en het oosten voor. Dit hangt onder meer samen met de afwezigheid van natuurlijke energiebronnen in dit gebied (zoals waterkracht).dit alternatief lijkt dan ook de meest voor de hand liggende keuze voor de noordelijke diesellijnen en zal in de verdere uitwerking van de studie worden gehanteerd Beheer en omgevingsaspecten Het toepassen op een schaal van de noordelijke diesellijnen van 15 kv is nieuw voor Nederland. Momenteel is alleen het baanvak Venlo Kaldenkirchen hiervan voorzien. Het is bekend dat ProRail, het bedrijf dat in opdracht van de Nederlandse staat de spoorinfrastructuur in Nederland beheert, geen voorstander is van de toepassing van 15 kv in Nederland. Een reden is onder andere dat het systeem in Nederland niet wordt gebruikt, zodat het in beheer nemen significante kosten met zich meebrengt. Bovendien zal bij introductie ProRail haar beleid en regelgeving moeten herevalueren. In tegenstelling tot 1500 V en 3 kv, is 15 kv een wisselspanning. Wisselspanningen en stromen kunnen door de optredende elektrische en magnetische wisselvelden, invloed uitoefenen op de omgeving. Dit kan leiden tot aanvullende eisen op het gebied van aarding van metalen objecten in de omgeving van de spoorbaan. Daarnaast stelt 15kV hogere eisen aan de gehanteerde spanningsafstanden dan 1500 V of 3 kv. Dit heeft onder andere als consequentie dat bruggen en viaducten een grotere afstand moeten hebben tot de bovenleiding. Dit werkt kostenverhogend. Daarnaast zal het kostenverhogend werken dat de bestaande emplacementen Groningen en Leeuwarden al met 1500V DC zijn uitgerust. Deze bestaande bovenleiding kan niet zonder extra technische maatregelen worden gekruist met 15 kv. Een alternatief is om net als in Venlo een systeem toe te passen dat omschakelen van de bovenleiding per spoor mogelijk maakt. Dit is echter kostbaar en complex Conclusie 15kV Aan de introductie van het Duitse spanning systeem kleven nogal wat nadelen. Kort gezegd is het systeem te afwijkend voor eenvoudige inpassing in Nederland. Bij het opstellen van de SSK-raming over dit systeem is uitgegaan van de variant waarbij gebruik wordt gemaakt van de decentrale omvormer. Pagina 20 van 83

21 4.4 Partiële elektrificatie Bij partiële elektrificatie van een traject is het traject gedeeltelijk voorzien van een energievoorziening via een bovenleiding, een derde rail of inductieve laadlussen. Treinen die hiervan gebruik maken zijn voorzien van een energiebuffer die op deze delen wordt opgeladen. Op de trajectdelen zonder energievoorziening maakt de trein gebruik van de in de energiebuffer (batterij) opgeslagen energie. De capaciteit van de energiebuffer dient afgestemd te zijn met de af te leggen afstand op het niet geëlektrificeerde deel van de trajecten. Voor de volledigheid; partiële elektrificatie betekent niet dat sommige baanvakken van de noordelijke diesellijnen wel en andere niet geëlektrificeerd worden het betekend dat een deel van een baanvak wordt geëlektrificeerd en andere niet. In onderstaande figuur is het principe weergegeven. Figuur 4.1: Schematische weergaven partiële elektrificatie Partiële elektrificatie is een energievoorziening die nog in ontwikkeling is. De energievoorziening wordt hier en daar in de wereld toegepast voor hoofdzakelijk trambedrijf. Het verschil tussen het trambedrijf en het vervoer op de noordelijke nevenlijnen ligt in de massa van het materieel, materieel op de is zwaarder, grotere afstanden van de stations en hogere snelheden. In Engeland heeft vrij recent een pilot plaatsgevonden. In de volgende paragrafen wordt verder ingegaan op een aantal aspecten waarmee rekening te houden bij het materieel en een aantal aspecten rekening houdende in de infrastructuur Materieel voor partiële energievoorziening Ten opzichte van een normale elektrische trein zijn de wijzigingen voor materieel dat geschikt is voor partiële elektrificatie: Reguliere tractie installatie De reguliere tractie installatie dient nog volledig aanwezig te zijn in het materieel voor partiële elektrificatie. Om de energiebuffer te kunnen voeden, tegelijk met het accelereren van het materieel, neemt de opgenomen stroom toe. Dit betekend dat de installatie zwaarder moet worden uitgevoerd. Energiebuffer in het materieel In het materieel dient een energiebuffer ingebouwd te worden. Het inbouwen van de energiebuffer heeft de volgende gevolgen voor het materieel: - Deze energiebuffer dient aangesloten te worden op de tractie installatie. Hiervoor is een elektronische omzetter nodig. Rekening is hierbij te houden met een extra massa van circa 500kg en een volume van 1 á 2 m3. - Als energiebuffer kan gebruik worden gemaakt van accu s. De accu dient 110 kwh te kunnen leveren wanneer bij ieder station een geëlektrificeerd stuk traject aanwezig is van 2km of van 390kWh wanneer alleen de eindhaltes voorzien worden van elektrificatie. Om levensduur te verlengen zal een ontlading van de batterij worden beperkt tot maximaal 20% van de Pagina 21 van 83

22 capaciteit. Dit houdt in dat hiervoor een LFP batterij nodig is van 6100kg respectievelijk 22000kg (voor de massa per energie LFP [LFP] en [LiFePO4 accu]). - Een voordeel bij het gebruik van een energiebuffer op het materieel is dat de energie die vrij komt bij een remming eventueel ook in de energiebuffer kan worden terug gestopt. Bij een GTW treinstel kan hiermee maximaal 1100kW energie vrij komen. Dit dient opgeslagen te kunnen worden in de energiebuffer en bepaalt ook de dimensionering van deze buffer. - De snelheid waarmee een accu kan worden geladen is beperkt. Dit betekent dat de verhouding tussen het laden en het ontladen niet te klein mag worden. Voor extra snel opladen kunnen supercaps worden toegepast. Dit betekent wel weer een extra installatie en extra massa. - Door toename van de massa neemt het energieverbruik van het materieel toe. 6100kg extra gewicht veroorzaakt bij een 3 wagentreinstel voor regionaal vervoer een extra energieverbruik van bijna 8%. - De ontwikkeling van de accutechnologie zorgt er voor dat accu s met dezelfde capaciteit ieder jaar lichter en kleiner worden [Ritchie]. De beschouwing kan hierdoor binnen een aantal jaar heel anders uitvallen. Stroomafnemer Het is belangrijk dat de trein zo snel mogelijk op de energievoorziening wordt aangesloten wanneer deze aanwezig is. Dit kan het beste automatisch gebeuren zodat de kans dat het materieel niet wordt opgeladen zo klein mogelijk is. Hiervoor zijn bakens in de infra nodig en dient de treinbesturing hierop aangepast te worden. Bij gebruik van een bovenleiding dient de stroomafnemer ook op te zijn. Het is technisch mogelijk om met een stroomafnemer op te blijven rijden zonder dat er een bovenleiding is. De bovenleidingstukken dienen hiervoor ontworpen te zijn door hoger te beginnen dan de maximum hoogte van de stroomafnemer. In Nederland wordt wel vaker een zogenaamde stuit gebruikt die ervoor zorgt dat de hoogte van de stroomafnemer wordt beperkt. Dat vanwege de aanwezigheid van bovenleidingloze bruggen in Nederland. Het kan nodig zijn dat stroomafnemers neer worden gelaten om onder lage constructies te kunnen doorrijden; bijvoorbeeld bij lage viaducten. Het neerlaten van de stroomafnemer dient op deze plekken geforceerd te worden om ervoor te zorgen dat er geen schade kan ontstaan. Dit kan automatisch worden gerealiseerd. Probleem hierbij is dat Europese regelgeving gevat in de Technical Standards for Interoperability het op en neer laten van pantografen tijdens het rijden zoveel mogelijk probeert uit te sluiten, omdat het in praktijk vaak tot problemen en storingen lijdt. Opladen van de energiebuffer Voor het opladen van de accu moet energie van een bovenleiding komen. De af te nemen stroom wordt beperkt door de stroomafnemer. Wanneer een zware stroomafnemer van een locomotief gebruikt wordt, kan ook daadwerkelijk 4000A worden opgenomen. Bij stilstand is dit veel minder. Gedacht moet worden aan maximaal 300A. Een wat lichtere stroomafnemer is typisch bedoeld voor een stroomopname van 2000A in rijdende toestand en 200A bij stilstand. Noodstroomvoorzieningen Voor het geval dat de accu toch leeg raakt op niet geëlektrificeerd spoor, kan in het materieel een noodstroomvoorziening aangebracht worden. Deze noodstroomvoorziening levert zoveel vermogen als nodig is om langzaam verder te kunnen rijden. De trein kan hiermee op eigen kracht een geëlektrificeerd deel van het traject bereiken. Er kan ook gekozen worden voor het wegslepen van de gestrande trein. Waarvoor gekozen wordt hangt af van wat men acceptabel vindt. Pagina 22 van 83

23 4.4.2 Infrastructuur Bij een partieel geëlektrificeerd spoorsysteem is een energievoorziening op delen van het traject aanwezig. De accu is bedoeld om de trein die op snelheid is, te laten doorrijden (inclusief de bediening en besturing van de trein en het klimaat en de verlichting in stand te houden). Voor de versnelling van de trein is de bovenleiding nodig. De energie die nodig is om de accu op te laden komt van de bovenleiding. Een aspect wat hierbij verder bij komt kijken is de snelheid waarmee een batterij opgeladen kan worden. Deze laadsnelheid is beperkt. Dit feit bepaalt samen met de hoeveelheid energie die nodig is, voor de accelaratie de lengte van de geëlektrificeerde delen. In een eerdere studie van [Strukton], is aangegeven dat het te elektrificeren deel een kilometer voor en een kilometer na een halte kan zijn. Tezamen met een halteringstijd van minimaal 60 seconden, is dit voldoende om de accu s van de trein bij te laden. De laadstroom is tijdens stilstand echter zeer beperkt door de toegestane opwarming van de bovenleiding, zodat dit aspect als nog niet zonder meer als toepasbaar kan worden geclassificeerd. In praktijk betekent dit dat het accupakket aan het einde van de dienst moeten worden bijgeladen op het eindpunt. In onderstaande figuur is aangegeven waar een energievoorziening aanwezig moet zijn wanneer het materieel geschikt is om lange afstanden af te leggen zonder bovenleiding. Het materieel kan gebruik maken van de energievoorziening bij de eindhaltes. Alternatief is dat op alle haltes geëlektrificeerd wordt. Omdat dit door een lager energieverbruik tussen de eindhaltes het gebruik van kleinere accupakketten mogelijk maakt, worden daardoor de onderhoudskosten van vervanging van de accupakketten beperkt. Figuur 4.2: Indicatieve weergaven van geëlektrificeerde delen spoorwegennet bij Partieel elektrificatie. Bovenstaande tekening geeft een overzicht van de dekking die nodig is voor partieel geëlektrificeerd spoor. Hierbij is rekening gehouden dat elektrificatie 1 km voor een halte begint en 1 kilometer na een halte weer stopt. In sommige gevallen liggen de haltes zo dicht bij elkaar, dat het een continue geëlektrificeerd deel vormt (bijvoorbeeld bij Hoogezand-Sappenmeer). Op basis van de bovenstaande tekening dient 30 tot 40% van het traject te worden voorzien van een bovenleiding. Pagina 23 van 83

24 4.4.3 Voor- en nadelen partieel elektrificeren Partieel elektrificeren en daarbij gebruikmakende van batterijtreinen wijkt duidelijk af van gewoon elektrisch spoor. Het belangrijkste verschil is dat de trein (een deel) van haar energiebehoefte in de trein gaat opslaan en dat daarmee niet overal een bovenleiding noodzakelijk is. Dat levert een aantal voordelen op maar ook een aantal nadelen, te weten: Voordelen 1) Initiële investeringskosten in de infrastructuur zijn (veel) lager, terwijl de kosten in materieel maar marginaal hoger zijn dan een elektrische trein. 2) Aanpassingen aan beweegbare bruggen, viaducten worden geminimaliseerd of zijn helemaal niet nodig. Dit is niet alleen een kosten besparing (zie punt 1) maar vermindert ook de complexiteit van het bouwproces aanzienlijk. 3) Ten opzichte van dieseltreinen zal de uitstoot van CO2 fijnstof en andere schadelijke gassen worden gereduceerd. 4) Onderhoudskosten van infrastructuur zijn lager. 5) Minder horizonvervuiling van bovenleiding en bovenleidingsportalen. Nadelen 1) Toevoeging van het accupakket aan het materieel heeft nadelig effect op de massa en gewichtsverdeling. Gevolg is dat trein meer energie gaat gebruiken om zichzelf te kunnen verplaatsen. 2) Het toe te voegen accupakket heeft een dusdanig volume dat daar apart ruimte voor gecreëerd moet worden. Dit zou mogelijk ten kosten gaan van een aantal zitplaatsen of het voertuig moet aangepast (verlengd worden) wat weer meer massa betekent. 3) Systeem wordt minder flexibel. Laadcapaciteit van het accupakket is beperkt. Op die delen waar de infrastructuur aanwezig is dient het accupakket te worden geladen. Om de batterij volledig op te laden dient met heel hoge vermogen te worden gewerkt. Dat is in praktijk niet wenselijk en betekent dat de laadcapaciteit beperkt is. Gevolg is een grotere druk op de dienstregeling en minder toleranties voor ongepland stoppen/vertragingen en dus minder flexibiliteit. 4) Bij sneltreindiensten wordt er langer ononderbroken gereden, waarvoor het accupakket uitgerust moet zijn. Dit betekent dat de bovengenoemde drie punten extra belangrijk worden. 5) De levensduur van accupakketten is (nog) beperkt tot 3,5 jaar. Daarna dient deze op verantwoorde wijze te worden afgevoerd i.v.m. milieu. 6) Bestaande regelgeving is nog niet ingericht op batterij treinen, dit kan een vertragend effect op de introductie hebben Uitgangspunten voor doorrekenen terugverdientijd partieel elektrificeren Het verschil van een batterij-trein met een standaard trein is de toevoeging van het batterijen pakket. Afhankelijk van de technische details betekent dit voor het materieel een gewichtstoename en daarmee een toename van energie verbruik van 8%. De infrastructuur wordt zo uitgerold dat één km voor en na het station een bovenleiding met bijbehorend onderstation wordt geplaatst. Batterij treinen zijn geschikt voor zowel stop- als sneltreinen alsmede goederenvervoer en is zo meegenomen in de verdere analyse. 4.5 Onderhoud infrastructuur De kosten van beheer en onderhoud zijn een belangrijk onderdeel van de exploitatie kosten en vormen een integraal onderdeel van deze analyse. In Nederland wordt alleen 1500V en 25 kv toegepast. Hiervan is voldoende informatie beschikbaar voor de beheer- en onderhoudskosten. Voor de 3,0 kv en Pagina 24 van 83

25 15 kv zijn referentieprojecten uit het buitenland gebruikt. Deze kosten hebben een grotere spreiding dan de 1500 V bovenleiding Kort cyclisch onderhoud (KCO) Kleinschalig onderhoud bestaat uit de procescontracten en uit (kleinere) projectmatige activiteiten. Het betreft voornamelijk werkzaamheden als het uitvoeren van inspecties aan de bovenleiding en het opnieuw afspannen van de bovenleiding Lang cyclisch onderhoud (LCO) Lang cyclisch onderhoud bestaat uit (grotere) projectmatige activiteiten. Met een cyclus van 10 jaar worden bovenleiding en de versterkingsleiding/draagkabel van de bovenleiding vervangen. En worden onderstations aangepast. Daarnaast worden met een cyclus van ongeveer eens in de 30 jaar de isolatoren en armen van de bovenleidingen vervangen Correctief onderhoud (CO) Naast de reguliere werkzaamheden is er uiteraard ook altijd de noodzaak het verhelpen van storingen. Werkzaamheden betreffen het herstellen van schade door bomen, ijzel ect Kosten beheer en onderhoud De gemiddelde kosten voor beheer en onderhoud van het 1500 V, 3 kv en partieel systeem worden gelijk geschat. De gemiddelde kosten voor beheer en onderhoud aan het 15kV systeem worden hoger ingeschat omdat het systeem complexer zoals toegelicht in paragraaf 4.2. De gemiddelde beheer- en onderhoudskosten voor de bovenleiding zijn: Onderhoudskosten - infrastructuur 1500V Onderhoudskosten - infrastructuur 3kV Onderhoudskosten - infrastructuur 15kV Onderhoudskosten - infrastructuur partieel Eenheid M /jaar M /jaar M /jaar M /jaar Groningen Leeuwarden 1,26 1,26 2,61 0,53 Groningen Delfzijl 0,74 0,74 1,56 0,32 Groningen Roodeschool 0,60 0,60 1,27 0,37 Groningen Zuidbroek Veendam 0,78 0,78 1,65 0,38 Groningen Bad Nieuweschans 1,22 1,22 2,53 0,65 Leeuwarden - Harlingen Haven 0,45 0,45 0,92 0,25 Leeuwarden Stavoren 0,83 0,83 1,71 0,41 Tabel 4.1: Onderhoudskosten per baanvak in miljoen euro per jaar 4.6 Doorkoppeling Wanneer wordt gekozen voor een energiesysteem dat afwijkt van de door ProRail gehanteerde standaard, dient bij de stations Groningen en Leeuwarden een doorkoppeling te worden gerealiseerd. Er valt te denken aan omschakelbare sporen (zoals in station Venlo, relatief dure optie) of een 15kV corridor, waarbij 15kV-sporen fysiek gescheiden worden van 1500 V-sporen. Dit leidt echter tot beperkingen in de exploitatie, onder andere door slechte bereikbaarheid of onbruikbaarheid van opstelterreinen. Pagina 25 van 83

26 Opgemerkt wordt dat er bij het station Groningen een ombouw van het hoofdstation in gang is gezet om de omloop van Leeuwarden naar Groningen Europapark, Roodeschool naar Bad Nieuweschans en Delftzijl naar Veendam mogelijk te maken. Doel is de regionale lijnen vrij te maken van het door NS bereden hoofdspoorwegennet. Hiermee is een doorkoppeling van een afwijkend energiesysteem eenvoudiger te realiseren. Gelijk met deze aanpassing wordt het emplacement van Groningen naar Haren verplaatst. 4.7 Omgaan met grenspassage Een onderdeel van het noordelijk concessie gebied is de lijn Groningen Bad Nieuweschans Leer. Tussen Bad Nieuweschans en Weener wordt de Nederlands Duitse grens gepasseerd. Bij elektrificatie van de lijn, moet aan de grenspassage speciale aandacht worden besteed. Zoals eerder vermeld, wijkt het bovenleidingsysteem in Duitsland af van dat in Nederland. Het Duitse systeem in Nederland introduceren stuit op een aantal bezwaren beschreven in hoofdstuk 4.3. Omgekeerd geldt dat ook voor het introduceren van het Nederlandse systeem in Duitsland. Doordat 1500 V in Duitsland geen gangbare spanning is, is de kans groot dat DB Netze, de Duitse infrabeheerder, deze optie niet accepteert, analoog aan de non-acceptatie van 15 kv door ProRail. Opgemerkt moet worden dat er altijd een overgangszone is, waar de systemen wel grensoverschrijdend werken. Maar het gaat altijd om relatief kleine zones. Bij overgangen tussen verschillende bovenleidingspanningen worden zogenaamde spanningssluizen gebruikt. Een spanningssluis is een voorziening die twee verschillende spanningen van elkaar scheidt en er tevens voor zorgt dat de systemen aan beide zijden van de sluis elkaar zo min mogelijk beïnvloeden. De eenvoudigste uitvoering van een spanningssluis is een neutraal of geaard deel van de bovenleiding tussen twee zogenaamde leidingonderbrekers. De (multicourante) trein passeert deze onderbreking met gestreken stroomafnemer. Tijdens de passage schakelt de machinist de trein om naar de nieuwe spanning, waarna de stroomafnemer weer kan worden opgezet. Om dit proces succesvol te kunnen doorlopen, moet de trein voldoende snelheid hebben. Tijdens de zogenaamde transitie is geen tractie voorhanden. De andere systemen in de trein worden tijdelijk gevoed uit batterijen. De locatie van een spanningssluis moet in overleg met beide nationale infrabeheerders worden afgestemd. Gezien het feit dat Bad Nieuweschans ook voor monocourant materieel bereikbaar moet zijn, is een spanningssluis op Nederlands grondgebied zo goed als onmogelijk: er kan tussen Bad Nieuweschans en de grens niet genoeg snelheid worden gemaakt voor een succesvolle spanningsomschakeling. Een sluis op Duits grondgebied is mogelijk, ergens op het traject tussen Bad Nieuweschans en Weener. Aan een stuk vreemde spanning in één van de twee landen ontkomt men niet. De vraag is waar de omschakeling precies plaats gaat vinden en wie de sluis beheert. Er moet ook rekening mee worden gehouden dat rond de grens ook van treinbeveiligingssysteem gewisseld moet worden. De plaats van de spanningssluis moet daarom ook rekening houden met de ergonomische belasting van de machinist die al deze handelingen bewust en veilig moet kunnen uitvoeren. In de kostenraming is rekening gehouden met elektrificatie van het gehele traject tot aan Ihrhove (de aansluiting op de geëlektrificeerde hoofdlijn van DB van Emden naar Rheine) met 1500V en met een spanningsluis, alsmede een globale raming van de kosten voor het aantakken zelf. Pagina 26 van 83

27 5 Invloed elektrificatie op goederenvervoer De impact van elektrificatie op goederenvervoer per spoor is relatief overzichtelijk en kan zelfs bijdragen aan de positieve business case. 5.1 Uitvoering van de elektrificatie Goederenvervoer ondervindt geen nadelige effecten bij elektrificatie en zal zelfs profiteren van de gunstige energietarieven. Op basis van het huidige vervoerspatroon is het niet nodig om het ontwerp voor elektrificatie aan te passen voor goederenvervoer. Het huidige vervoerspatroon kan makkelijk binnen de energiebehoefte van het personenvervoer worden ingepast. Bovendien geldt, het verzwaren het tracé door het plaatsen van extra onderstations kan ook op een later moment; deze beslissing hoeft niet perse bij ontwerp te worden genomen. 5.2 Zwaardere variant voor elektrificatie Verzwaren is afhankelijk van de vervoersvraag/intensiteit, het gewicht van treinen, de gewenste snelheid etc. Wanneer verzwaring noodzakelijk wordt is niet eenvoudig te bepalen. Dit behoeft enige toelichting; het huidige aanbod betreft lichte, kortere goederentreinen. Wanneer een situatie ontstaat waarin zware, lange, goederentreinen worden ingezet op de spoorlijnen, dient bij de elektrificatie hiermee rekening te worden gehouden. Bij het gebruik van zwaardere treinen, al dan niet met lagere snelheden, zal buiten het reizigersvervoer om gewerkt moeten worden. In dat geval is het mogelijk om met zwaardere treinen op een licht bovenleiding systeem te werken. Het ombouwen naar de zwaardere variant is ten opzichte van de totale investering geen kostbare investering. De meerkosten liggen in de orde van grootte van 5 tot 10% boven de huidige prijs. Bijvoorbeeld voor het baanvak Groningen Zuidbroek Veendam zullen naar verwachting twee extra onderstations nodig zijn á 2 mln per stuk. Wanneer deze aanvullende kosten worden uitgezet tegen het aantal voertuigbewegingen per jaar kan de verhouding tussen de terugverdientijd en het aantal voertuig bewegingen per jaar worden bepaald. In figuur 5.1 is het resultaat van deze analyse weergegeven. Arbitrair is gekozen om een terugverdientijd van dertig jaar aan te houden als het omslagpunt voor een redelijke termijn voor de terugverdientijd. Pagina 27 van 83

28 Figuur 5.1: Terugverdientijd van extra investering uitgezet tegen aantal voertuig bewegingen per jaar Voor het tracé Groningen Zuidbroek Veendam zijn, uitgaande van een terugverdientijd van dertig jaar, 6900 goederentreinen bewegingen per jaar nodig. Dat is een ver-veertien-voudiging van het laatst bekende aantal goederentrein bewegingen in 2013 [spoorpro]. Bij deze intensiteit zal aanpassing aan de railinfrastructuur eerder noodzakelijk zijn dan aanpassing van de bovenleiding. 5.3 Noodzaak emplacementen voor overlaadpunten Op plaatsen waar goederenwagons moeten worden geladen of moeten worden uitgeladen is een bovenleiding niet mogelijk. Emplacementen zijn nodig om de elektrische goederentrein te kunnen voorzien van bijvoorbeeld een diesellocomotief (of alternatief) die de trein naar het verlaadpunt kan trekken of duwen. Dit kan voor bijvoorbeeld de Eemshaven in significante infra-wijzigingen resulteren. 5.4 Invloed partiële bovenleiding op goederenvervoer Wanneer voor een partiële bovenleiding voor het reizigersvervoer wordt gekozen, dient rekening te worden gehouden met het risico van verstoringen in de treinenloop door de aanwezigheid van goederentreinen. Als een goederentrein de treinloop verstoord, kan een batterijtrein mogelijk stranden in een niet geëlektrificeerd deel van een partieel geëlektrificeerd baanvak. Pagina 28 van 83

29 6 Materieel Voor deze analyse is gekeken naar het in te zetten materieel en haar eigenschappen. 6.1 Materieel type De Nederlandse markt van treinen voor regionaal vervoer is de afgelopen decennia door de Stadler GTW gedomineerd. Deze trein wordt alom in Europa toegepast; naast Nederland onder meer in Duitsland, Italië en Griekenland. De aandrijving van de trein is elektrisch of dieselelektrisch waarbij een dieselmotor via een generator de elektrische motor aandrijft. Kenmerkend voor de Stadler GTW is de modulaire opbouw waarbij tijdens assemblage losstaande modules in elkaar worden geschoven. Overigens is een interessante ontwikkeling dat Stadler op dit moment bezig is met het ontwikkelen van een hybride concept waarbij de trein zowel een dieselmotor als een pantograaf heeft. Zo kan een trein elektrisch rijden waar mogelijk en op de dieselmotor rijden waar noodzakelijk. Dat Stadler de Nederlandse regionale vervoersmarkt domineert is geen garantie dat dat in de komende periode ook het geval zal zijn. Er zijn aanwijzingen dat de markt voor regionaal spoorwegmaterieel kan verschuiven. Zo kocht de NS onlangs een groot aantal treinen van de Spaanse leverancier CAF en experimenteert Deutsche Bahn met materieel van Oost-Europese leveranciers. In onderstaande analyse wordt de Stadler GTW, dieselvariant en elektrische variant, als referentie gehanteerd. Deze keuze is gebaseerd op de dominantie van dit materieel type op de regionale lijnen in Nederland. De producten van andere leveranciers zullen, qua karakteristieken zoals verbruik en dergelijke, in grote lijnen overeenkomen. Naast een diesel en een elektrische variant bestaat er ook nog een zogenaamde hybride variant die zowel een pantograaf heeft als een dieselmotor. 6.2 Verwerving materieel Uitgangspunt bij dit onderzoek is de aanschaf van nieuw diesel- dan wel elektrische materieel bij de nieuwe concessieperiode. Voor de huidige variant wordt uitgegaan van het doorrijden met het huidige dieselmaterieel tot einde levensduur. Hoewel in theorie voorstelbaar, is ombouw van het bestaande dieselmaterieel naar de elektrische variant geen reële mogelijkheid. Bij een grote ombouw wordt materieel getoetst aan de actuele regelgeving voor nieuw materieel en het is twijfelachtig of het materieel nog voldoet aan deze voorschriften. Daarnaast is zo n ombouw een kostbare operatie waardoor aanschaf of lease van nieuwe voertuigen vanuit bedrijfseconomisch perspectief aantrekkelijker is. De aanschafwaarde van nieuwe voertuigen is bepaald op basis van de catalogus waarden opgegeven door de firma Stadler. Op basis van ervaring wordt de aanschaf van een GTW dieselvariant op ongeveer 4,95 miljoen per treinstel geschat.. Aanschaf van de GTW-elektrische variant wordt goedkoper ingeschat, rond de 4,5 miljoen per treinstel. De onzekerheid rond deze aanname wordt in de gevoeligheidsanalyse doorgerekend. Een hybride variant is niet heel veel duurder dan de diesel variant. Technisch is een verschil van enkele tienduizenden euro s per treinstel te verwachten. Commercieel kan het verschil natuurlijk groter zijn. De verwachting is dat het tot een maximaal 5% van de aanschafwaarde van de dieselvariant zal zijn. 6.3 Onderhoud materieel De onderhoudsbehoefte van de verschillende materieel varianten kent groteovereenkomsten. Bij de dieselvariant is de dieselmotor de enige afwijking van de elektrische variant. Bij de batterijtrein is het Pagina 29 van 83

30 batterijpakket de enige afwijking. Beide afwijkingen zijn bepalend voor de onderhoudsbehoefte van de treinen. Opgemerkt moet worden dat de aannamen voor de batterijtrein berusten op inschattingen omdat een dergelijke trein nog niet operationeel is Inspecties Op alle treintypen vinden dagelijks 24-uurs controles plaats. Daarnaast worden er op alle treinstellen nog technische inspectiebeurten uitgevoerd tijdens KCO-beurten en wordt diesel materieel iedere dag opnieuw getankt Kort cyclisch onderhoud (KCO) KCO wordt onderverdeeld in verschillende beurten, afhankelijk van het treintype. Voor de elektrische variant en batterijtrein worden deze activiteiten uitgevoerd om de 60 bedrijfsdagen of km, afhankelijk van welke als eerste wordt bereikt. Deze beurten betreffen onder andere het onderhouden van het loopwerk, loopvlak wielstellen, controle luchtreservoirs, eindcontrole ATB, buitendeuren, stroomafnemer, controle van de omvormer / batterij. Voor de dieselvariant zijn de onderhoudstermijnen afwijkend. Deze worden om de grofweg km of 30 bedrijfsdagen uitgevoerd. Het verschil zit in de onderhoudsbehoefte van een dieselmotor; regelmatig dient olie ververst te worden en dienen filters te worden vervangen Lang cyclisch onderhoud (LCO) Tijdens de LCO beurt wordt een aantal grote onderhoudswerkzaamheden uitgevoerd. Voor alle treintypes is de termijn grofweg eenmaal in de 6 jaar. Het betreft activiteiten als: verwisselen ventilatormodule stroomrichter, verwisselen stroomafnemer, verwisselen loopdraaistel, verwisselen draaistellen wielstellen, verwisselen loopwielstel. Voor elektrisch materieel wordt tijdens de LCO beurt aan de stroomafnemer pantograaf gewerkt en daarnaast moet de elektrische installatie gereviseerd worden. Voor dieselmaterieel komt daar bij dat het dieselaggregaat eens in de vier jaar gereviseerd dient te worden. Voor de batterijtrein geldt dat het batterijpakket eenmaal in de vijf jaar vervangen dient te worden Correctief onderhoud (CO) Naast de reguliere werkzaamheden is er uiteraard ook altijd de noodzaak voor het verhelpen van storingen en anderszins onverwachte werkzaamheden. Doorgaans worden storingen in de operatie opgelost en vinden deze werkzaamheden op de eindpunten plaats. Maar het kan ook zijn dat de werkzaamheden in het veld dienen te gebeuren. Deze informatie is gebruikt voor het bepalen van een gemiddelde onderhoudsprijs per voertuig per jaar zoals weergegeven in de onderstaande tabel. Elektrisch Partieel Diesel Onderhoudskosten in euro's per treinstel km 0,63 0,77 0,83 met dieselmaterieel als basis -0,14-0,06 Tabel 6.1 Onderhoudskosten per materieeltype in euro per jaar Pagina 30 van 83

31 7 Doorlooptijd De doorlooptijd voor het elektrificeren is naar zes fasen onder te verdelen; besluitvorming, voorbereiding, aanbesteding, ontwerp, bouw en inbedrijfstelling. Voor het elektrificeren is een inschatting van deze fase gemaakt op grond van de elektrificatie van Nijmegen Roermond en Zwolle Wierden. De fasen zijn ten dele parallel aan elkaar te doorlopen, waardoor in werkelijkheid (aanzienlijk) kortere doorlooptijden worden gerealiseerd dan de som van alle afzonderlijke fasen. 7.1 Besluitvorming Om het proces van besluitvorming te begrijpen is het van belang de rolverdeling van spoorbeheer binnen Nederland nader te duiden. De Rijksoverheid heeft het alleenrecht op het bezit van het spoorwegennet in Nederland. ProRail is door de Rijksoverheid aangewezen als verantwoordelijk voor het beheer en onderhoud van het spoorwegen net in Nederland door een concessie. In de Beheerconcessie is de zorgplicht beschreven van ProRail voor beheer, onderhoud, vervanging en aanleg van de spoorweginfrastructuur. Om invulling te geven aan de doelstellingen stemt ProRail elk jaar een meerjarenbegroting af met het ministerie van I & M waar op basis van een investeringsprogramma een optimale sturing wordt gegeven aan het beheer van het spoorwegnet. De elektrificatie van noordelijke diesellijnen moet binnen deze beheerconcessie vallen. Daartoe kan besloten worden als, ProRail dat wenst in het kader van doelmatig beheer en onderhoud of de Rijksoverheid of een decentrale overheid dat wenst in het kader van haar doelstelling zoals economische groei, milieu of andere afwegingen. In het laatste geval is er sprake van een afstemming tussen het ministerie van I & M en de decentrale overheid. De MIRT-processen vormen het kader voor de formele besluitvorming. Voor de besluitvorming is het lastig een betrouwbare schatting af te geven daar deze in praktijk varieert tussen twee jaar en decennia. De ervaring bij de Maaslijn illustreert dat binnen een MIRT proces een elektrificatie eenvoudig dreigt onder te sneeuwen en om die reden bevelen wij een projectgroep aan die is samengesteld met ambtenaren van de provincies, het ministerie van I&M en een case officier van ProRail. Doelstelling van deze projectgroep is het voorbereiden van besluitvorming, waaronder het nader uitwerken van een aantal onderzoeken die met name voor de besluitvorming binnen ProRail relevant zijn. Om vertraging in het proces te voorkomen en omdat dergelijke onderzoeken niet binnen de meerjarenbegroting van ProRail passen, wordt aanbevolen dat de provincie aan ProRail zoveel mogelijk ondersteuning biedt en de voorfinanciering verzorgd. Om de projectgroep het nodige gewicht te geven, dient deze onder de directe verantwoordelijkheid van de gedeputeerde en ambtelijke top van het Ministerie te vallen. Houdt er rekening mee dat technische oplossingen die afwijken van de technische standaard waar ProRail vertrouwd mee is, grote invloed op de besluitvorming hebben. Het is in dit stadium weinig zinvol aan deze belangenafweging een voorspelling te wagen. 7.2 Voorbereiding In de voorbereiding zullen meerdere studies worden verricht om de uitvraag, aanbesteding en uitvoering soepel te laten verlopen. De voorbereiding voor de elektrificatie van een baanvak bedraagt zes maanden tot één jaar. 7.3 Aanbesteding Wetgeving vereist openbare aanbesteding voor grote spoorprojecten zoals de elektrificatie van een baanvak. Het proces van een aanbesteding wordt strak geregiseerd. De periode tussen publicatie van Pagina 31 van 83

32 de uitvraag en gunning van een D&C-contract voor elektrificeren van een baanvak, de gebruikelijke contractvorm, bedraagt gewoonlijk vier maanden. 7.4 Ontwerp De ontwerptijd wordt geraamd op 6 maanden voor baanvakken korter dan 50 km en 9 maanden voor baanvakken langer dan 50 km. Aanpassingen aan de omgeving zijn de belangrijkste bepalende factoren in de doorlooptijd om een ontwerp op te stellen, waarvan de belangrijkste zijn; - Verhogen van bovenlangs kruisende kunstwerken (viaducten), - Verhogen van hoogspanningslijnen, - Aanpassen van beweegbare spoorbruggen. Daarnaast moet er rekening mee worden gehouden dat aanpassing van specials, zoals beweegbare spoorbruggen, viaducten en hoogspanningslijnen, bepalend zijn voor de doorlooptijd. Naast de technische complexiteit is de projectorganisatie hierbij tevens afhankelijk van de processen binnen beheerders van dergelijke constructies, zoals de lokale/regionale wegenbeheerder, Rijkswaterstaat, TenneT, etc. Een tweede bepalende factor voor de ontwerptijd specifiek voor de verbinding met Ihrhove is de grensovergang met Duitsland en daarmee de afstemming met de Duitse spoorwegen beheerder. 7.5 Bouw Een baanvak langer dan 30 km, vergt zo n 12 maanden bouwtijd. Een baanvak korter dan 30 km vergt zo n 9 maanden bouwtijd. Gedurende de bouw kunnen de effecten op de dienstregeling beperkt worden. Het grootste deel van de werkzaamheden kan buiten het profiel van vrije ruimte van het spoor (het PVR) worden uitgevoerd en hoeft zelfs geen aanpassingen van de baanvaksnelheid te betekenen. Voor die werkzaamheden die binnen het PVR uitgevoerd moeten worden, kan zoveel mogelijk in de nachtelijke uren worden gewerkt, waarbij nacht als de tijd van 20:00 uur s avonds tot 06:00 uur s ochtends is gedefinieerd. Door voorbereiding en veiligheidsmaatregelen kunnen de werkploegen effectief van 21:00 tot 05:00 binnen het spoor werken. Maar uiteindelijk zullen er ook enkele lange buitendienstperiodes noodzakelijk zijn. Recente ervaringen met de Maaslijn en Zwolle-Wierden leren dat de voorkeur uitgaat naar een aaneengesloten periode, op een moment dat het reizigersaanbod laag is (zoals de zomervakantie). 7.6 Inbedrijf stellen Nadat de bouwwerkzaamheden zijn afgerond volgt een periode met testen en inbedrijf stellen. Daar de resultaten kritisch zijn voor acceptatie en ingebruikname wordt de periode voor inbedrijf stellen gewoonlijk ruim gepland en varieert tussen een half en een heel jaar. 7.7 Totale doorlooptijd project Doorlooptijd van alle zes fasen varieert tussen 53 maanden (oftewel vier jaar en vijf maanden) en 73 maanden (zes jaar en één maand). Merk op dat het mogelijk is deze tijd te verkorten door delen van het project parallel te laten lopen. 7.8 Ervaringen Zwolle-Wierden en de Maaslijn Op dit moment zijn er in Nederland twee projecten die vergelijkbaar zijn met het elektrificeren van de noordelijke diesellijnen. De ervaringen bij deze projecten geeft een goede inzicht naar de ervaring. Voor beiden projecten geldt dat inclusief aanloop het bestuurlijke voortraject grofweg acht jaar duurt. Voornaamste oorzaak is toe te schrijven aan twee aspecten. Allereerst speelt het rond krijgen van de Pagina 32 van 83

33 financiering tussen het ministerie en de provincie. Tweede oorzaak is het principe van mission creep, dat wil zeggen; het constant verleggen van de doelstellingen van het project. Dit maakt dat er voortdurende onzekerheid bestaat over het ontwerp (en de daarmee samenhangende financiering) zodanig dat het proces vertraagt. Van vertragen bij de realisatie is op dit moment nog geen spraken. Opgemerkt wordt dat de uitvoering voor Zwolle-Wierden in 2015 is aangevangen en bij de Maaslijn nog niet is aangevangen. Maar tot nu toe geldt dat er zijn geen grote vertragende incidenten geweest. Wel is een punt van aandacht in de huidige situatie de beschikbaarheid van gecertificeerde monteurs [SpoorPro-monteur]. Uitgaande van de nu lopende projecten, regulieren onderhoudswerkzaamheden en storingen blijkt de capaciteit van monteurs nu volledig gedekt tot aan het jaar Capaciteit aan de zijde van ingenieursbureaus is voldoende. 7.9 Specifiek; provincies Groningen en Fryslân Elektrificeren van alle noordelijke diesellijnen (± 250 km) is een operatie die qua omvang in de afgelopen decennia niet meer is voorgekomen. Een dergelijk project legt een groot beslag op de markt van gecertificeerd personeel en beschikbare capaciteit bij de aannemers. Zoals aangegeven is de markt op dit moment verzadigd, door onder andere OvSaal, Zwolle-Wierden en de Maaslijn. Daarnaast dient ProRail in de overwegingen haar verplichtingen naar de vervoerders en andere stakeholders mee te nemen. Anticiperende op deze ontwikkelingen zal een strategie moeten worden ontwikkeld waarbij alle projecten in tegelijkertijd gerealiseerd kunnen worden. In de huidige situatie zal grofweg één baanvak per keer worden gerealiseerd. Maar door slim te schuiven en projecten in elkaar te laten overlopen kan de periode vier jaar en vijf maanden worden verkort. Aangenomen wordt dat men één project per drie jaar kan realiseren. De totale doorlooptijd wordt dan geschat op een periode van drie jaar maal zeven baanvakken is 21 jaar. Mocht de ambitie zijn om de elektrificatie van alle baanvakken nog sneller te realiseren, dan zal het absorberend vermogen van de markt moeten worden vergroot. Concreet zijn daartoe twee mogelijkheden. Het inhuren van buitenlandse capaciteit is een mogelijkheid. Het zou niet voor het eerst zijn en heeft bij die ervaringen niet tot onoverkomelijke bezwaren geleidt (communicatie ongemakken daargelaten). Maar hier is tot op heden geen structurele noodzaak toe geweest. Het opleiden van meer monteurs is ook een mogelijkheid. Het specifiek opleiden en certificeren tot zogenaamde bovenleidingspecialisten is voor monteurs met een elektrotechnische achtergrond geen al te grote uitdaging. Opleidingen zal een proces van maanden tot maximaal één jaar zijn. Uiteraard geldt dat beide opties bekostigd moeten worden. Om te speculeren over de omvang en mogelijkheden tot vergroten van de capaciteit is nog te veel onduidelijk. Derhalve zal dit ook niet verder worden verwerkt in deze analyse. Toch is de algemene verwachting dat het mogelijk moet zijn (afhankelijk van urgentie en financiering) om de realisatie van de elektrificatie van alle noordelijke diesellijnen in een totale doorlooptijd van tien jaar te realiseren. Pagina 33 van 83

34 8 Concessie Om de impact van elektrificatie op de concessieverlening in beeld te brengen worden 2 fases onderscheiden: tijdens de ombouw en daarna. 8.1 Impact op concessie tijdens ombouw De impact van elektrificatie op de concessie tijdens de ombouw moet vooral worden gezocht in het effect op de dienstverlening en de maatregelen die nodig zijn om de beschikbaarheid en bereikbaarheid van het openbaarvervoer te handhaven. Zoals eerder toegelicht is de impact van werkzaamheden op de dienstverlening beperkt. Werkzaamheden vinden grotendeels plaats buiten PVR (profiel van vrije ruimte) en kunnen zonder beperking van treinsnelheid worden uitgevoerd. Slechts bij een deel van de werkzaamheden is een buitendienststelling van het spoor (en daarmee een onderbreking van het reizigersvervoer) onvermijdelijk. Tijdens de buitendienststelling zal alternatief vervoer georganiseerd moeten worden. Afhankelijk van de planning van de werkzaamheden en de concessieverlening is het aan te bevelen om hier bij het opstellen van de concessie op te anticiperen. 8.2 Impact van elektrificatie op concessie De impact van elektrificatie op de concessie is lastig in te schatten omdat veel afhangt van bedrijfseconomische beslissingen en het juist de uitdaging voor de concessienemer is om daar invulling aan te geven. Toch zijn er wel een aantal zaken te stellen Inefficiëntie van duaal materieel Het effect op het technisch kader en de onderhoudsorganisatie van de concessiehouder lijkt beperkt. Over het algemeen behoeft elektrisch materieel minder onderhoud dan dieselmaterieel. Bij elektrificatie zal elektrisch materieel wordt aangeschaft. Het aanschaffen van nieuwe treinen is geen sinecure en kent een heel traject van acceptatie en toelating door de IL&T. Bijkomend nadelig effect is dat bij het aanschaffen van kleine series treinen economische schaalvoordelen wegvallen. De werkelijke schaalvoordelen liggen hoger dan aantallen waar het hier maximaal om gaat. Het effect van Elektrificatie op het vergroten van het technisch reserve om de dienstverlening te garanderen is bepaald. De vloot wordt berekend op de maximale capaciteit die nodig is om de spits te bedienen. Daarbij wordt rekening gehouden met technische reserve die nodig is omdat treinstellen uit de roulatie zijn voor onderhoud. Wanneer wordt uitgegaan van een vloot van 66 treinen zoals in de situatie 2020 en wordt gekeken naar de noodzakelijk technische reserves dat nog om per traject de reizigers te bedien, ontstaat het volgende beeld. Pagina 34 van 83

35 Baanvak Geelektrificeerd Vloot totaal Diesel materieel Technisch reserve diesel materieel Elektrisch materieel Technisch reserve Elektrisch materieel Overschot technisch reserve Uitgangssituatie Afzonderlijke lijnen Groningen Leeuwarden Groningen Delfzijl Groningen Roodeschool Groningen Veendam Groningen Bad Nieuweschans Leeuwarden - Harlingen Haven Leeuwarden Stavoren Geclusterde lijnen Diesellijnen Groningen Diesellijnen Fryslân Diesellijnen totaal Intensief gebruikte lijnen Leeuwarden-Ihrhove Tabel 8.1: Benodigde technische reserve Uit de analyse blijkt dat vooral bij de het baanvak Groningen Veendam en Leeuwarden Stavoren als bij de cluster alternatieven Fryslân, intensief gebruikte lijnen en de Leeuwarden-Ihrhove er een noodzaak tot een extra technische reserve ontstaat. In deze gevallen gaat om de noodzaak tot aanschaf van mogelijk een extra treinstel. Dit is te mitigeren door ervoor te zorgen dat de voertuigen van de grootste deelvloot ook op de infra van de kleinste deelvloot kunnen rijden. Dieselinzet onder een bovenleiding is nooit een probleem Inefficiëntie in dienstverlening Omdat het fysiek onmogelijk is om alle diesellijnen in één keer te elektrificeren zal de omloop van treinen worden beïnvloed indien een deel wel en een ander deel niet is geëlektrificeerd. Bijvoorbeeld de omloop Leeuwarden Groningen Groningen Europapark en Roodeschool Bad Nieuweschans, Delfzijl Veendam wordt bij de elektrificatie van alleen het traject Groningen Leeuwarden doorbroken. Dit leidt tot inefficiëntie in de bedrijfsvoering. Deze inefficiëntie bestaat vooral uit extra inzet van personeel. Bij het bepalen van de capaciteitsbehoefte van materieel wordt uitgegaan van de spitscapaciteit. Omdat dit in principe altijd een maximale vraag is, zal het opdelen naar alle waarschijnlijkheid materieel voldoende zijn. Maar waar bij alleen diesellijnen een machinist en conducteur de hele omloop bedienen, zal deze nu worden opgedeeld en zullen er dus ook twee teams, een deel diesel en deel elektrisch-materieel, nodig zijn om dezelfde omloop te bedienen. Als niet overgestappen de norm moet zijn, is een ander concept nodig. Een mogelijke oplossing is om met zogenaamde hybride materieel te gaan werken. De effecten op de dienstverlening zullen minimaal zijn. Om de effecten van elektrificatie echt inzichtelijk te maken dient een rijtijdensimulatie te worden uitgevoerd. Maar de verwachting is dat er geen sprake is van reistijdwinst, omdat de infrastructuur niet wordt aangepast ten opzichte van het programma Pagina 35 van 83

36 Noord Nederland De dienstverlening zal hooguit robuuster worden door de mogelijkheid tot sneller optrekken bij elektrisch materieel. Wat betekent dat er meer mogelijkheid is een vertraging in te lopen. Resumerende kan gesteld worden dat de effecten van het rijden met zowel diesel als elektrisch materieel niet tot een duidelijk aanwijsbare inefficiëntie leidt. Pagina 36 van 83

37 9 Duurzaamheid 9.1 Inleiding Dit onderdeel gaat in op de verschillende duurzaamheidsthema s die van toepassing zijn bij (partiële) elektrificatie. Hierbij hebben we gebruik gemaakt van de DuurzaamGWW methodiek ( In deze quick-scan is de omgevingswijzer ingevuld en geven we een korte reflectie op de relevante onderwerpen die hieruit naar voren zijn gekomen. Tevens geven wij voor relevante thema s een advies voor de wijze waarop ze in een vervolgstadium nader kunnen worden uitgewerkt. De Omgevingswijzer helpt om op een systematische wijze de duurzaamheid van opgaves en projecten in een gebied inzichtelijk te maken. Het faciliteert een gestructureerde discussie en helpt een gezamenlijk probleemperspectief in een gebied te ontwikkelen. Zowel de sociale, ecologische als economische duurzaamheid (people, planet en profit) komt aan bod. In de omgevingswijzer zijn 12 verschillende thema s gedefinieerd. Enkele thema s behandelen we in deze quickscan niet, omdat we als gevolg van (partiële) elektrificatie geen grote impact op deze thema s verwachten (Water, Bodem en Sociale relevantie). Verder hebben we de thema s Vestigingsklimaat voor de bedrijvigheid en Vestigingsklimaat voor de bevolking samengevoegd tot één thema. De volgende thema s worden in deze quickscan besproken: - Energie en materialen - Ecologie en biodiversiteit - Ruimtegebruik - Ruimtelijke kwaliteit - Welzijn en gezondheid - Bereikbaarheid - Vestigingsklimaat voor de bedrijvigheid en de bevolking In de volgende hoofdstukken geven we per thema een korte toelichting en waar mogelijk aanbevelingen voor maatregelen om de duurzaamheid te verbeteren. 9.2 Energie en materialen Bij dit onderdeel maken we voor de overzichtelijkheid een onderscheid naar drie delen: - Materieel (de trein zelf) - Infrastructuur (alles wat met de bovenleiding te maken heeft) - Omgeving (bijvoorbeeld aanpassingen aan kunstwerken) Materieel De bron bepaalt de emissie die aan elektriciteit is toe te rekenen. Wanneer elektriciteit met fossiele bronnen is geproduceerd, kan deze niet als emissie-vrij worden beschouwd in tegenstelling tot groene stroom die door wind-, water- of zonenergie is opgewekt. Pagina 37 van 83

38 Flexibele toepassing van (duurzame) energie Elektrische tractie biedt relatief veel vrijheid om verschillende vormen duurzame energie te gebruiken. Elektriciteit kan van verschillende duurzame bronnen worden betrokken (o.a. wind, zon, waterkracht). Energie die in de toekomst wordt opgeslagen zal ook veelal de vorm van elektriciteit hebben die bij het weer beschikbaar komt Ook wanneer bijvoorbeeld waterstof als opslag medium in de toekomst een vlucht neemt, kan dit weer worden geëlektrificeerd en voor transport worden ingezet. Aandachtspunt hierbij zijn de rendementsverliezen. Omdat de Nederlandse spoorbranche vanaf2018 volledig op groene stroom zal zijn overgestapt, zijn in deze quick scan geen emissies aan elektrische treinen toegerekend. CO 2 Effect Het effect op CO2 uitstoot is bepaald op basis van de uitgangspunten zoals beschreven door het door het ministerie van I&M [RWS]. Reductie CO 2 uitstoot t.o.v. diesel Monetaire waarden reductie CO 2 uitstoot Eenheid CO 2 / jaar mln / jaar Groningen Leeuwarden ,29 Groningen Delfzijl ,16 Groningen Roodeschool ,14 Groningen Veendam 582 0,04 Groningen Bad Nieuweschans ,19 Leeuwarden - Harlingen Haven ,09 Leeuwarden Stavoren ,16 Diesellijnen Groningen ,68 Diesellijnen Fryslân ,39 Diesellijnen totaal ,07 Intensief gebruikte lijnen ,55 Leeuwarden-Ihrhove ,48 Tabel 9.1: Reductie in CO 2 uitstoot Bij algehele elektrificatie wordt de uitstoot van CO2 met ton per jaar gereduceerd wat zorgt voor een monetaire waarde van 1,07 mln per jaar. Deze waarde is niet meegenomen bij het bepalen van de terugverdientijd omdat het een theoretisch kader betreft. In werkelijkheid is er niemand die dit geld ontvangt, maar het kan meegenomen worden in een MKBA en in discussies over het plaatsen van accenten op de duurzaamheidsaspecten planet & people. Materiaal gebruik Pagina 38 van 83

39 De GTW diesel en elektrisch treinen bestaan voor het overgrote deel uit dezelfde componenten. Het enige verschil is de inzet van de dieselmotor versus de elektrische motor. De effecten van deze materiele op het milieu gedurende de levensduur en vooral bij sloop zijn dan ook grotendeels gelijk. De batterij trein kent een grote afwijking ten opzichte van de diesel en elektrische variant. Er is een accu nodig met voor het milieu schadelijke stoffen. Bijkomend nadeel is dat de levensduur van deze accu relatief kort is. De levensduur van het accupakket wordt geschat op vijf jaar. Dat betekent dat men tijdens de levensduur van de trein het accupakket zes keer zal vervangen. Aanbeveling is om middels een LCA in beeld te brengen wat de milieu-impact van de productie van een dieselaangedreven trein versus een elektrisch aangedreven trein is Infrastructuur Door slijtage van de bovenleiding kan koper in milieu terecht komen Omgeving (kunstwerken) De keuze van geheel of partieel elektrificeren is van invloed op het aantal kunstwerken dat moet worden aangepast of vervangen. Enerzijds heeft dit invloed omdat kunstwerken worden verwijderd die nog niet geheel zijn afgeschreven. Anderzijds moet bij de realisatie van nieuwe kunstwerken of aanpassing van huidige kunstwerken worden bekeken hoe duurzaam de materialen zijn die worden gebruikt, hoeveel energie en materiaal hiervoor nodig zijn. Waar komen de materialen vandaan en welke impact hebben ze op hun omgeving? Ruimtegebruik De masten voor de bovenleiding worden in het bestaande baanvak geplaatst. Dit heeft geen groot extra ruimtegebruik tot gevolg. Er worden circa 30 onderstations langs het spoor geplaatst. Deze hebben circa 150 m2 vloeroppervlak. De hoogte is altijd lager dan 4 meter. Geluid en emissies kunnen impact op het ruimtegebruik hebben. De inzet van elektrisch materieel heeft een positief effect op de geluidemissie van de treinen. Dat zit met name bij de lagere snelheden. Voor geluid maakt de tractie heel weinig uit. De belangrijkste geluidsbron is rolgeluid (boven 40 km/u) en daar zijn diesel en elektrisch vergelijkbaar. Bij lagere snelheden is diesel lawaaiiger omdat daar ook het motorgeluid gaat meespelen. Op opstelterreinen en bij stationair draaien op stations veroorzaakt diesel meer overlast dan elektrisch. Europese regelgeving schrijft voor in welke mate materieel geluid mag produceren. In de onderstaande tabel is de emissie per treintype weergegeven. Merk op dat het geluidsniveau gemeten in db over een logaritmische schaal verloopt. Dat betekent dat een klein verschil in db een groot verschil in waargenomen geluid is. Materieel type Elektrisch Diesel Batterij Stationair geluid 68 db (A) 73 db (A) 68 db (A) Start geluid 82 db (A) 83 db (A) 82 db (A) Passeer geluid 81 db (A) 82 db (A) 81 db (A) Tabel 9.2: Geluidsnormen voor elektrisch, diesel en batterij materieel. Doordat de masten voor de bovenleiding in het bestaande baanvak worden geplaatst, hebben deze bijna geen extra ruimtegebruik tot gevolg. Wel worden in het landschap de 8,6 meter hoge masten, die om de ca. 60 meter worden geplaatst, duidelijk zichtbaar. Eventueel is bij de vormgeving hier rekening mee te houden, zoals ook bij bijvoorbeeld de Betuweroute is getracht. Pagina 39 van 83

40 9.3 Welzijn en gezondheid Het (partieel) elektrificeren van de spoorlijn heeft naar verwachting een positief effect op welzijn en gezondheid, omdat de lokale emissie van fijnstof, NOx en CO2 verdwijnt. Daarnaast heeft elektrisch rijden een positief effect op het algemene comfort van reizigers. Hoewel lastig kwantificeerbaar is in onderstaande tabel een algemene indruk gegeven van de effecten van elektrificeren. Aspect Diesel Elektrisch Batterijtrein Reistijden Comfort Geur Langer aanzet (acceleratie) traject. Tegenwoordige treinen hebben een goed comfort. Relatief veel stankoverlast. Rijtijdwinst door het sneller optrekken van elektrische treinen Algemeen een hoger comfort doordat maximale rendement onafhankelijk is van het toerental. Geen stankoverlast Lokale emissie Fijnstof, NOx en CO 2 Geen Geen Tabel 9.3: Afwegingskader op het gebied van welzijn en gezondheid Rijtijdwinst door het sneller optrekken van elektrische treinen Algemeen een hoger comfort doordat maximale rendement onafhankelijk is van het toerental. Geen stankoverlast. Daarnaast geldt in het algemeen dat elektrische treinen qua gebruikersbeleving een betere uitstraling hebben dan dieseltreinen. 9.4 Bereikbaarheid Uit ervaringsgegevens blijkt dat de betrouwbaarheidsprestaties van elektrische treinen iets beter zijn dan dieseltreinen al is dit verschil zeer bescheiden. Daarnaast trekken elektrische treinen na haltering sneller op, waardoor de rijtijd verkort. Pagina 40 van 83

41 Deel 2: Investeringskosten Pagina 41 van 83