Snelheidsbeperkingen Opheffen

Transcriptie

1 Snelheidsbeperkingen Opheffen Keteninitiatief Scope 3 emissies Energie efficiënte spoor infrastructuur 17 november Versie 1.0

2

3 Inhoudsopgave Inleiding 2 1 Scope en afbakening 4 2 Beschrijving keten 8 3 Ketenpartners 10 4 Analyse (van energie en CO 2 effecten) Fysiek ontwerp Snelheidsbeperking in het midden (kuil) Snelheidsbeperking aan de rand (stoep) Snelheidstoename in het midden (piek) TSB procedure 16 5 Reductie maatregelen Fysiek ontwerp Techniek Integratie in werkprocessen Tools Verbeterproject Beheersing TSB procedure Processtappen Beheersing Organisatie Tools Samenvatting maatregelen 20 Colofon 22 A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

4 Inleiding Per 1 december 2009 is door ProRail de CO 2 -prestatieladder ingevoerd, een instrument om de CO 2 -uitstoot van opdrachtnemers terug te dringen en de uitstoot van de sector te verminderen. Zelf wil ProRail ook invulling geven aan de eisen van deze prestatieladder. Als onderdeel van de eisen voor het bereiken van niveau 4 en 5 van deze CO 2 -prestatieladder dient ProRail scope 3 emissies in kaart te brengen (eis 4A handboek SKAO 1 ) en dient uit deze scope 3 emissies tenminste 2 analyses van GHGgenererende ketens van activiteiten te maken (eis 4A1 1 ). Scope 3 emissies zijn emissies van andere ketenpartners waar ProRail met haar activiteiten invloed op heeft. Movares is een erkend en onafhankelijk kennisinstituut (eis 4A3 1 ) en heeft een ketenanalyse Snelheidsbeperkingen opheffen samen met ProRail uitgevoerd voor scope 3 CO 2 emissies. Snelheidsbeperkingen bepalen voor een groot deel de trein efficiëntie. Trein efficiëntie is de grootste CO 2 emissiebron van ProRail 2. Deze analyse is gericht op de keten van processen en activiteiten die leiden tot snelheidsbeperkingen in de spoorbaan. Door deze snelheidsbeperkingen zijn de trein minder energie efficiënt. Dit document beschrijft de ketenanalyse conform de eisen van het GHG protocol 3. De uitgevoerde stappen in de analyse zijn: In kaart brengen van de keten; Identificeren partners in de keten; Kwantificeren van de CO 2 -emissie van de keten; Formuleren van reductiemaatregelen (eis 4B 1 ). Snelheidsbeperkingen zijn fysieke beperkingen (zoals bogen, bruggen etc.) in de spoorbaan die zorgen dat een trein extra moet afremmen en aanzetten ten opzichte van de meest energie efficiënte rijkarakteristiek om binnen een gegeven tijd van A naar B te rijden. Deze keten analyse is er op gericht om deze fysieke snelheidsbeperkingen zo veel mogelijk op te heffen en daarmee het energieverbruik en bijbehorende CO 2 emissie te beperken. Leeswijzer Eerst bakenen we de keten af (hfdst. 1) waarna we de schakels van de keten beschrijven (hfdst. 2) met de bijbehorende ketenpartners (hfdst. 3). Daarna analyseren we de energie effecten met bijbehorende CO 2 emissies in de keten (hfdst. 4) en de mogelijke maatregelen voor de reductie van CO 2 emissies (hfdst. 5). Verantwoording De beschrijving van de keten voor snelheidsbeperkingen en de bijbehorende kentallen zijn opgesteld met medewerking van Bruno van Touw en Arjan Bosma (ProRail/Projecten PO&U), Sander Kemps en Gerald Olde Monnikhof (ProRail/ AM V&C), Arjen van Weert (ingenieursbureau Movares), Wout Knijnenberg ( ProRail AM 1 Handboek CO2-Prestatieladder 2.2, stichting SKAO, 4 april Dominantie analyse scope 3 ProRail, Juli Corporate Value Chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standard, World Resources Institute and World Business Council of Sustainable Development, September 2011 A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

5 A&T), Tijs Huisman en Geraldine Woestenenk (ProRail V&D), Ralph Luijt en Freddy Franke (NSR), Paul van der Voort en Jelle van Luipen (ProRail/innovatie). Naast consultatie van bovengenoemde experts binnen en buiten ProRail is gebruik gemaakt van verschillende interne documenten van ProRail. De bronvermeldingen kunnen worden teruggevonden in de rapportage. Alle informatie is direct van belanghebbenden verkregen behalve als dit anders staat aangegeven in de bronvermelding. De hele analyse is gereviewd volgens het vier ogen principe door Diederik Verheul (Manager duurzaamheid Movares). A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

6 1 Scope en afbakening ProRail heeft in haar Meerjarenplan Duurzaamheid van 2013 concrete CO 2 reductiedoelstellingen gesteld. ProRail wil jaarlijks 65 kton CO 2 in de spoorketen besparen ten opzichte van Hiervan betreft 15 kton aan CO 2 reductie maatregelen in de keten tussen 2010 en 2020, door middel van invloed op het tractie-energieverbruik en materiaalverbruik in de spoorketen. (Meerjarenplan Duurzaamheid, 2013). Uit de CO 2 voetafdruk van het Nederlandse spoor (zie grafiek hieronder) blijkt dat het energieverbruik van de trein verreweg de grootste CO 2 veroorzaker (75%) is van het spoorsysteem. Bron: CO 2 voetafdruk Nederlandse spoorketen, Railforum, 3 februari 2011 Figuur 1.1, CO 2 veroorzakers spoorsysteem (gram CO 2 per reizigerskilometer) In 2014 heeft ProRail een dominantie analyse laten uitvoeren welke systemen en processen van ProRail de bron zijn van de grootste emissies van het spoorsysteem 4. Hieronder volgt een top 20 van de meest dominante emissiebronnen voor ProRail. Het treinverkeer is de grootste verbruiker van energie in het spoorsysteem en zorgt daarmee voor de grootste CO 2 emissie. In de top 20 wordt onderscheid gemaakt in de transportverliezen van de elektriciteit die aan treinen wordt geleverd (netverlies) en het verbruik van de trein zelf (energieverbruik trein). Bovenaan staat de trein efficiency met een bijdrage van 18,54%. Trein efficiency is hierbij de hoeveelheid energie die 4 Dominantie analyse scope 3 ProRail, juli 2014, EDMS-# A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

7 gemiddeld nodig is om 1 ton gewicht over 1 km spoor te verplaatsen. De emissie in tabel 1.1 is alleen dat gedeelte van de emissies waar ProRail invloed op heeft. Tabel 1.1, Top 20 dominante emissiebronnen ProRail heeft invloed op het energieverbruik en de bijbehorende efficiency van de treinen via verschillende lagen van het spoorsysteem. Op basis van de huidige infrastructuur, treinen en dienstregeling hoort bij elke laag een ketenproces: Infrastructuur De wijze waarop de infrastructuur wordt ontworpen. Via bijvoorbeeld het ontwerp van wissels en bogen ontstaan snelheidsbeperkingen, die effect hebben op het energieverbruik van de trein. Planning De wijze waarop (gegeven de aanwezige infrastructuur) de treinbewegingen worden gepland. Dit heeft invloed op het energieverbruik, bijvoorbeeld via de ruimte die de dienstregeling biedt voor uitrollen. Be- en bijsturing De wijze waarop, gegeven de infrastructuur en de dienstregeling, be- en bijsturing plaatsvindt. Bijvoorbeeld het inleggen van conflictvrije treinpaden heeft invloed op het wel/niet remmen en dus op energieverbruik. Informatie voor machinist De wijze waarop informatie wordt verschaft aan machinisten en informatieuitwisseling plaatsvindt tussen machinist en verkeersleiding. Bijvoorbeeld contextinformatie en snelheidsadviezen aan de machinist faciliteren energiezuinig rijden. A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

8 Deze ketenanalyse richt zich op de invloed die ProRail heeft op het tractieenergieverbruik via de spoorinfrastructuur (de bovenste laag). Het energieverbruik van de trein wordt onderverdeeld in tractieverbruik en hulpverbruik. Met tractie wordt het aandrijfmechanisme van de trein bedoeld en met hulpverbruik wordt bijvoorbeeld verwarming en airconditioning bedoeld. ProRail heeft geen invloed op het hulpverbruik van de trein, hulpverbruik valt daarom buiten de scope van deze keten analyse. De meeste tractie-energie is nodig voor het op het snelheid brengen van een trein ( aanzetten ), het overwinnen van de rijweerstand en energietransportverlies. Een grove schatting geeft aan dat ca. 60% van de tractie-energie naar de rijweerstand gaat, 30% nodig is voor het aanzetten en 10% verloren gaat bij het transport van de energie 5. De spoorinfrastructuur heeft de grootste impact op de tractie-energie via snelheidsbeperkingen in het spoor die zorgen voor extra aanzetten en remmen. Deze keten-analyse richt zich daarom op het verminderen van de snelheidsbeperkingen. In Nederland is de baanvaksnelheid op de vrije baan doorgaans 130 of 140 km/h. Indien de maximum snelheid over beperkte lengte lager is dan de baanvaksnelheid, spreken we van een snelheidsbeperking. Snelheidsbeperkingen zijn langs het spoor zichtbaar door middel van borden en seinen aan de machinisten kenbaar gemaakt. Zie hieronder enkele voorbeelden. Vooraankondiging: snelheid verminderen tot max. 40 km/h Vanaf hier max. 40 km/h (afwijkend van baanvaksnelheid Vooraankondiging: snelheid verminderen tot max. 40 km/h Vanaf hier baanvaksnelheid, in dit geval max. 130 km/h Tabel 1.2, snelheidsborden en seinen Ongeacht de baanvak snelheid, gelden lagere maximumsnelheden voor goederentreinen. In dit rapport gaan we alleen in op de algemene baanvaksnelheden voor de reizigerstreinen. Snelheidsbeperkingen zijn geen uitzondering. Op één baanvak kunnen hierdoor meerdere maximumsnelheden elkaar opvolgen. Dit is zichtbaar in een snelheidsdiagram, waarin is weergegeven welke snelheden een trein kan halen. De maximum snelheden (Y-as) zijn afgezet tegen de afstanden van het baanvak (X-as), zie in het volgende figuur een voorbeeld. 5 Energieverbruik Treinen, inzicht en maatregelen, LRRE MV/AH/002/ , versie 1.0, februari A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

9 Figuur 1.2: Snelheidsdiagram Amsterdam Hoorn A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

10 2 Beschrijving keten We beschrijven hier alle activiteiten die leiden tot snelheidsbeperkingen en die zorgen dat treinen minder energie efficiënt rijden. Infrastructuur: Snelheidsbeperkingen ProRail Be- en bijsturing Opdrachtgever Vervoersproduct ProRail Fysiek Ontwerp (kernproces) ProRail TSB procedure ProRail/ vervoerder Planning Vervoerder Treinen rijden Scopegrens ProRail Informatievoorziening machinist TSB = Tijdelijke Snelheidsbeperking Figuur 2.1, ketenstappen snelheidsbeperkingen Fysiek ontwerp Het fysiek ontwerp is het onderdeel van het kernproces van ProRail waarin de fysieke spoorbaan wordt ontworpen en het railverkeerskundig ontwerp wordt gemaakt. Het resultaat van dit ontwerpproces zijn o.a. de snelheden die op het spoor gereden mogen worden. Vaste snelheidsbeperkingen (SB) zijn hier onderdeel van. In het volgende figuur staan de stappen in het kernproces van ProRail waar de snelheidsbeperkingen worden ontworpen en gerealiseerd. Voorfase - Schetsontwerp SB Alternatievenstudie fase - Alternatieven SB bepalen - Voorkeursalternatief SB bepalen Planuitwerkings Fase - Uitwerken ontwerp SB Realisatiefase - Plaatsing borden en seinen langs het spoor Figuur 2.2, hoofdactiviteiten SB in kernproces ProRail Het komt vaak voor dat ontwerp en/of realisatie door ProRail uitbesteed worden aan een ingenieursbureau of aannemer. De wisselwerking tussen ProRail en deze partijen valt buiten de scope van deze analyse. TSB procedure Wanneer door storingen, de toestand van de infrastructuur of door werkzaamheden tijdelijk niet de voorgeschreven baanvaksnelheid gereden kan worden op bepaalde stukken van de spoorbaan, legt ProRail een tijdelijke snelheidsbeperking (TSB) op. Dit gebeurt vrijwel altijd om de veiligheid te waarborgen. Voor het instellen van een TSB geldt een A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

11 TSB procedure bij ProRail. Voor een TSB plaatst ProRail meestal extra snelheidsborden langs het spoor en informeert machinisten. De belangrijkste stappen in de TSB procedure (PRC00085-V002) staan in het volgende figuur. Aanvraag TSB - (ATB) Formulier invullen Beoordeling TSB - Locatie beoordeling - Technische beoordeling - Besluit TSB Opdracht TSB - Informatie aan machinisten - Opdracht aan aannemer In dienst geven TSB - Plaatsing borden en seinen langs het spoor Figuur 2.3, Activiteiten in TSB procedure Het energieverbruik van de activiteiten die vallen onder het fysieke ontwerp of de TSB procedure is weinig en valt onder de scope 1 en 2 emissies die buiten deze ketenanalyse vallen. Pas als treinen van een vervoerder gaan rijden zorgen de snelheidsbeperkingen er voor dat de treinen niet energie efficiënt kunnen rijden met scope 3 emissies tot gevolg. A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

12 3 Ketenpartners In onderstaande tabel staan de belangrijkste ketenpartners van ProRail met betrekking tot de realisatie van snelheidsbeperkingen. Ketenschakels Opdrachtgever Fysiek ontwerp TSB procedure Planning Treinen rijden Ketenpartners Ministerie IenM Provincies Gemeentes ProRail/Projecten PO&U Ingenieursbureaus (Movares, Arcadis, DHV, Grontmij) Aannemers ProRail/ AM V&C ProRail/ AM A&T ProRail/ V&D Vervoerders (NSR, Arriva, Veolia, Connexxion) A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

13 4 Analyse (van energie en CO 2 effecten) Hieronder beschrijven we per ketenschakel de belangrijkste energie effecten en de bijbehorende CO 2 emissies. 4.1 Fysiek ontwerp Bij het fysiek ontwerp wordt de spoorbaan civiel technisch ontworpen in meerdere fases. Als de ontworpen constructie van het spoor niet geschikt is voor hogere snelheden of de impact op de directe omgeving/ omwonenden bij hogere snelheden te groot is dan leidt dit tot snelheidsbeperkingen. Zie onderstaande tabel voor een aantal mogelijke oorzaken van snelheidsbeperkingen. Deze oorzaken treden meestal op vanwege inpassingsproblemen. Civiele beperkingen Effect op omwonenden Oorzaak snelheidsbeperking Bogen snelheidsbeperking is afhankelijk van de boogstraal en de verkanting. Wissels (Alleen in de afleidende, kromme stand) Bruggen (als gevolg van tonnagebeperkingen) Tunnels en dive unders (als gevolg van de maximaal toegelaten bodemsnelheid) Geluid en trillingen Externe veiligheid Tabel 4.1, Oorzaken snelheidsbeperkingen De grootte van het energie-effect bij een snelheidsbeperking is afhankelijk van: Het aantal treinpassages in de uitvoering van de dienstregeling. De hoogte van de treinsnelheid in de uitvoering van de dienstregeling. Hoe hoger de snelheid, hoe groter de impact van snelheidsverschillen. Onderstaande tabel illustreert dit: Treintype Van km/h Naar km/h Energieverbruik aanzet (kwh) VIRM VIRM VIRM VIRM VIRM VIRM VIRM Tabel 4.2, Energie verbruik trein bij aanzetten Daarnaast zijn de energie-effecten verschillend per aard van de snelheidsbeperking. We onderscheiden drie typen snelheidsbeperkingen: 1. Snelheidsbeperking in het midden tussen twee stations (kuil) 2. Snelheidsbeperking aan de rand vlak bij een station (stoep) 3. Snelheidsverhoging in het midden tussen twee stations (piek) A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

14 In een snelheidsdiagram zijn deze aan de volgende patronen te herkennen: In de volgende paragrafen volgt per patroon een analyse van de energie effecten Snelheidsbeperking in het midden (kuil) Een snelheidsbeperking heeft relatief veel effect op het energieverbruik als deze verder (>= 3 km) van een haltering ligt, omdat de trein dan zowel voor als na de snelheidsbeperking op topsnelheid kan komen. Bij een snelheidsbeperking in het midden (>3km van haltering), zal een machinist vóór de snelheidsbeperking de baanvaksnelheid bereiken, bij de snelheidsbeperking de snelheid verlagen, en na de snelheidsbeperking weer aanzetten (optrekken) tot baanvaksnelheid. Zie ter illustratie onderstaande figuur. Figuur 4.1, Snelheidsprofiel met snelheidsbeperking (in rood) De manier waarop snelheid wordt verminderd, is afhankelijk van het rijgedrag van de machinist. Indien energiezuinig rijden (EZR) wordt toegepast zal de machinist vroeger afschakelen om uit te rollen voor de snelheidsbeperking (de blauwe lijn ipv de zwarte lijn). De huidige praktijk is dat gemiddeld 20% van de ritten energiezuinig gereden wordt. In 80% van de ritten wordt voor de snelheidsbeperking dus niet uitgerold maar afgeremd. Dit komt omdat niet alle machinisten EZR toepassen en niet in alle ritten voldoende speling is om uit te rollen. (Bron: NS reizigers) Het opheffen van een snelheidsbeperking in het midden heeft twee potentiële energieeffecten: 1. Minder afremmen en aanzetten (energiebesparing) Het energieverbruik door afremmen en na de snelheidsbeperking weer aanzetten tot baanvaksnelheid wordt bespaard. 2. Kortere netto rijtijd, meer speling voor uitrollen (extra energie) Door het opheffen van de snelheidsbeperking wordt de netto rijtijd korter. Bij een gelijkblijvende dienstregeling is hierdoor meer rijtijdspeling die benut kan worden voor uitrollen bij de eerstvolgende haltering. Effect 1 (minder aanzetten) is een blijvende energie-besparing. Effect 2 (meer speling) is een tijdelijke energiebesparing, omdat de rijtijdwinst doorgaans in de eerstvolgende nieuwe dienstregeling meestal geïncasseerd wordt voor een snellere dienstregeling. A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

15 Dit betekent dat het opheffen van een snelheidsbeperking bijdraagt aan twee doelen: een blijvend lager energieverbruik en een verkorting van de reistijd. In een MKBA worden de reistijd-baten doorgaans gekwantificeerd, maar de energiebaten in veel gevallen niet. De energiebaten van het opheffen van een snelheidsbeperking in het midden kunnen vrij eenvoudig worden berekend op de volgende manier: Energie SB snelheid -/- Energie aangrenzende snelheid Beide energiewaarden kunnen met de volgende formule worden berekend op basis van snelheid en treingewicht: De verklaring van de variabelen staat in onderstaande tabel. Variabele toelichting E Kinetische energie in kwh: De bewegingsenergie die een bepaalde massa op een bepaalde snelheid in zich heeft, omgerekend naar de benodigde elektriciteit (kwh) om deze snelheid te bereiken. m Massa (gewicht) van de trein / aantal treinen in kilogram v Snelheid in meter per seconden 1,1 Gecombineerde correctie voor treinverkeer: Netverlies: ca. 10% Verlies tractie-motor: ca. 10% Recuperatie ca. -10% 0,8 Percentage niet-ezr ritten Uitgangspunt dat gemiddeld 20% van de ritten uitrolt voor de snelheidsbeperking. In deze gevallen wordt de kinetische energie niet verspild via remmen Omrekening van Joules naar kwh: Joules per kwh. Tabel 4.3, Verklaring van de variabelen Deze formule is de basis voor een tractie-energie rekentool (Excel formaat), welke beschikbaar is via: EDMS # Tractie-energie rekentool dec2013 A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

16 Top 10 snelheidsbeperkingen in het midden In samenwerking met VACO en AM-V&C zijn de snelheidsbeperkingen met het grootste energie-effect geïnventariseerd. Zie onderstaande lijst. INVENTARISATIELIJST SNELHEIDSBEPERKINGEN Permanente snelheidsbeperkingen Baanvak Locatie Snelheidsbeperking Rijtijdverlies Extra tractie- van - (sec.) energieverbruik naar (km/h) (kwh per jaar) Cargo NSR Cargo NSR Zl-Mp Dedemsvaart Amf-Zl Harderwijk Zl-Asn Hoogeveen n.t.b Utg-Hwd Castricum Hvs-Asd Naarden-Bussum Asdz - Wp Zuidas n.t.b Zd-Hn Purmerend n.t.b Zd-Hn Hoorn Asd-Hn Zaandam Asd-Hn Zaandam n.t.b Had-Ledn Lisse Ehv-Btl Best Ehv-Wt Geldrop Dv-Aml Wierden Dv-Aml Rijssen Amf-Apd Barneveld Tabel 4.4, Snelheidsbeperkingen met grootste energie-effect Voor de conversie van de tractie/energieverbruik naar de CO 2 emissie gebruiken we de conversiefactor voor grijze stroom (455 gr CO 2 eq. /kwh stroom) zoals aangegeven in het handboek CO 2 prestatieladder versie 2.2. Door het opheffen van de snelheidbeperkingen uit tabel 4.4 kan in totaal ca Kwh energie bespaard worden. Hiermee is een besparing van 5,5 kton CO 2 per jaar gemoeid. Voor snelheidsbeperkingen Dedemsvaart en Zaandam wordt opheffing nader onderzocht (MT AM 1 oktober 2013, besluit AM-174). Voor meer informatie over de Top10 snelheidsbeperkingen, zie: EDMS # Top10 vaste snelheidsbeperkingen in het midden (stoep) Snelheidsbeperking aan de rand (stoep) Indien een snelheidsbeperking vlakbij een haltering ligt (of eraan grenst), is er geen sprake van remmen en opnieuw aanzetten zoals hiervoor beschreven (bij snelheidsbeperking in het midden). Snelheidsbeperkingen vlakbij een haltering worden relatief vaak veroorzaakt door wissels. A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

17 Bij een snelheidsbeperking direct vóór een haltering zal een machinist eerst op topsnelheid rijden, vervolgens voor de snelheidsbeperking vaart minderen, en op deze snelheid blijven cruisen tot aan de haltering (zie figuur hieronder). Indien de snelheidsbeperking over beperkte lengte is, zal een uitrollende trein (EZR) er mogelijk geen hinder van ondervinden (blauwe lijn). EZR is een programma van de vervoerder NSR waarmee machinisten door het uitrollen van de treinen het tractie-energie verbruik verminderen. Een snel rijdende trein heeft wel hinder hiervan (ca. 80% van de ritten), deze zal hier tijd verliezen. Fig 4.2, snelheidsprofiel met beperking vlak voor haltering (in rood) Bij een snelheidsbeperking direct na een haltering zal een machinist slechts aanzetten tot de beperkte snelheid, blijven cruisen op deze snelheid tot einde snelheidsbeperking en vervolgens aanzetten tot topsnelheid (zie figuur hieronder). Fig 4.3, snelheidsprofiel met beperking vlak na haltering (in rood) Het opheffen van een snelheidsbeperkingen aan de rand, heeft als energie-effect voor een halterende trein: 1. Kortere netto rijtijd / langer uitrollen (tijdelijke energiebesparing) Opheffing van de snelheidsbeperking leidt tot verkorting van de netto rijtijd. Bij een gelijkblijvende dienstregeling leidt dat tot meer rijtijdspeling, die benut kan worden voor extra uitrollen voor de volgende haltering. A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

18 Deze energiebesparing treedt alleen op bij EZR ritten (momenteel ca. 20%) en vervalt zodra de rijtijd wordt geïncasseerd in de dienstregeling. 2. Snelheid passerende goederentreinen (energiebesparing) Goederentreinen passeren de meeste stations. Voor hen is wenselijk dat ze met 80 km/u kunnen passeren. Dit komt ten goede aan hun reistijd en aan hun energieverbruik. Het opheffen van een snelheidsbeperking aan de rand (stoep) is dus in beperkte mate interessant voor reizigerstreinen, maar wel interessant voor passerende goederentreinen Snelheidstoename in het midden (piek) Op sommige locaties in het spoor wordt over een beperkte lengte van een baanvak (enkele kilometers) een hogere snelheid toegestaan ten opzichte van het aangrenzende spoor. Dit leidt tot pieken in het snelheidsprofiel. Ter illustratie. Fig 4.4, snelheidsprofiel met piek (rode cirkel) Machinisten die primair op tijd rijden, zullen vaak de hogere toegestane snelheid benutten en dus aanzetten en vervolgens remmen. Dit heeft twee effecten: 1. Een kortere rijtijd. 2. Een hoger energieverbruik Bij een korte piek (enkele km lang) op hoge snelheid (>100 km/u) is de rijtijdwinst relatief klein en het extra energieverbruik relatief groot. 4.2 TSB procedure Er is sprake van een TSB (Tijdelijke Snelheids Beperking) procedure als een tijdelijke civiele situatie leidt tot een snelheidsbeperking voor beperkte duur. Dit gebeurt vrijwel altijd om de veiligheid te waarborgen. Een tijdelijke civiele situatie kan bijvoorbeeld optreden tijdens spoorvernieuwing, spooronderhoud of een verzakt spoor. Uit eerder onderzoek 6 blijkt dat bij het verkorten en opheffen van een TSB tussen de en kwh energie per maand kan worden bespaard, dus gemiddeld kwh. Voor de conversie van de tractie/energieverbruik naar de CO 2 emissie gebruiken we de conversiefactor voor grijze stroom (455 gr CO 2 eq. /kwh stroom) zoals aangegeven in het handboek CO 2 prestatieladder versie 2.2. De kwh per maand energiebesparing bij het opheffen van een TSB levert een besparing van 9,1 ton CO 2 per maand. 6 Onderzoeksrapport Duurzaam inzetten van TSB (EDMS-# ), Sander Kemps, oktober A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

19 (MWh) In 2011 was nog sprake van 18 TSB s. Ondertussen is in 2013 het aantal TSB s gedaald naar 11 door acties vanuit risico en incident management. Hiermee is 1680 MWh energie per jaar en 764 ton CO 2 per jaar bespaard. Naar verwachting is met extra maatregelen het aantal TSB s nog terug te brengen naar 7 TSB s in Met deze extra maatregelen (zie hfdst. 5) kan nog 960 MWh en 437 ton CO 2 extra bespaard worden. De berekening van de besparing is het aantal opgeheven TSB s (per jaar) maal kwh (gemiddeld per TSB) maal 12 (maanden). De ontwikkeling van de energiebesparing over de jaren staat weergegeven in figuur 4.5. Energiebesparing door vermindering TSB's ten opzichte van Besparing extra energieverbruik Totaal extra energieverbruik Bron: V&C, Milieu Figuur 4.5 Energiebesparing door opheffen TSB's over de jaren A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

20 5 Reductie maatregelen 5.1 Fysiek ontwerp Techniek Een energiezuinige infra ontwerp is een infra ontwerp die het energiezuinig rijden van de treinen mogelijk maakt. Een zo constant mogelijke maximum snelheid op een baanvak draagt hieraan bij: zo weinig mogelijk kuilen en pieken in het snelheidsdiagram. Een energiebewuste ontwerper zal dus onderzoeken of de kuilen kunnen worden gedicht en de pieken kunnen worden afgevlakt. Civiele beperkingen Oorzaak snelheidsbeperking Bogen snelheidsbeperking is afhankelijk van de boogstraal en de verkanting Wissels (Alleen in de afleidende, kromme stand) Evt. maatregel Boog verruimen / verkanten Wissels wegnemen / ander type met een grotere hoekverhouding Bruggen (als gevolg van tonnagebeperkingen) Tunnels en dive unders (als gevolg van de max.toegelaten bodemsnelheid) Effect op omwonenden Geluid en trillingen Geluidsmaatregelen nemen Externe veiligheid Tabel 5.1, oorzaken snelheidsbeperkingen In sommige gevallen is de oorzaak van de snelheidsbeperking in het verleden al weggenomen maar bestaat de snelheidsbeperking nog steeds. In dat geval kan de snelheidsbeperking mogelijk opgeheven worden door aan te tonen dat met de huidige infra de snelheid hoger mag zijn Integratie in werkprocessen Het energiebewust omgaan met snelheidsbeperkingen kan in het Kernproces van ProRail worden geïntegreerd door de ontwerpregels uit te breiden en door energieeffecten mee te nemen in de afweging van ontwerpvarianten / alternatieven. In de huidige ontwerpregels (Regels voor het functioneel ontwerp van railinfrastructuur, Klaas Hofstra, 2013) zijn al een aantal regels opgenomen die hieraan bijdragen: A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

21 # Regel Omschrijving Baanvaksnelheid constant Om het energiegebruik te beperken wordt de snelheid op een baanvak zo constant mogelijk gehouden Realistische baanvaksnelheid De maximum snelheid moet in overeenstemming zijn met de snelheid die treinen werkelijk bereiken. Snelheden boven de 130 km/u bijvoorbeeld alleen op baanvakken met grote halteafstanden, met homogeen verkeer, en met lage frequenties. Of bij enkelspoor Geen snelheden onder de 80 km/h Snelheden onder de 80 km/u dienen zoveel mogelijk voorkomen te worden. Dit draagt bij aan een korte rijtijd en een hoge capaciteit Standaardwissels zijn 1:15 en 1:18. Het standaardwissel is een wissel voor 80 km/u: een 1:18 wissel voor zwaarbelaste infra en 1:15 voor minder zwaar belaste infra. Onder bepaalde voorwaarden kunnen ook wissels voor andere snelheden worden gebruikt: Wissels voor 140 km/u (1:29) als het nodig is voor rijtijd of opvolgtijd. Wissels voor 60 km/u (1:12) als dit door de geografische lay-out van een emplacement de enige reële optie is. Gewone en Engelse wissels voor 40 km/u (1:9) op opstelterreinen en nevensporen, waar de snelheid toch al niet boven de 40 km/u ligt. NB: 1:9 wissels zorgen voor meer geluidsoverlast dan wissels met ruimere boogstralen. Er worden géén symmetrische of gebogen wissels toegepast Hoofdroute = rechtdoor Op emplacementen gaan de hoofdroutes zo veel mogelijk recht door de wissels. Krom door een wissel gaan zorgt voor extra slijtage Kruisingsstations op enkelspoor: recht binnenkomen, krom vertrekken Op kruisingsstations aan enkelsporige baanvakken waar alle reizigerstreinen stoppen, komen treinen in beide richtingen recht door het wissel binnen en vertrekken krom. Deze lay-out minimaliseert zowel de rijtijd als de overkruistijd. Tabel 5.2, energiebewuste ontwerpregels Met name ontwerpregels en dragen bij aan het voorkomen van kuilen en pieken. Deze ontwerpregels kunnen worden aangescherpt door hieraan toe te voegen: Kuilen dichten Voorkom zoveel mogelijk snelheidsverlaging in het midden van een traject (>3 km van een haltering). Pieken afvlakken Voorkom zoveel mogelijk snelheidsverhoging boven 100 km/u over een beperkte lengte (enkele km) Tools Bij ProRail is een tractie-rekentool (in Excel) ontwikkeld waarmee de energie-effecten van snelheidsverschillen vrij eenvoudig kunnen worden berekend. Advies is om deze rekentool als standaard hulpmiddel bij LCM berekeningen toe te passen. Daarnaast kan deze tool verbeterd worden op een aantal punten: toevoegen van meer (goederen)materieeltypen, toevoegen van het energie-effect van de lengte van de snelheidsbeperking (beiden in prototype beschikbaar). A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

22 Verbeterproject Beheersing 5.2 TSB procedure Processtappen Beheersing Organisatie Tools 5.3 Samenvatting maatregelen De kuilen en pieken hebben het meeste effect op tractie-energie. Advies is om voor de belangrijkste kuilen en pieken (de top10 s) te onderzoeken wat nodig is om deze op te heffen, en vervolgens besluitvorming te organiseren incl. de energie-baten. Voor de kuilen is dit al gebeurd (door AM V&C). Voor de pieken moet nog een Top10 opgesteld en onderzocht worden. Om te sturen op energie-efficiënte snelheidsprofielen zijn als KPI s mogelijk: Aantal vaste snelheidsbeperkingen (aan begin en einde jaar) Aantal vaste snelheidsbeperkingen uit de top10 die zijn opgeheven (in een jaar). Aantal snelheids-pieken uit de top10 die zijn afgevlakt (in een jaar). Zoals beschreven in hoofdstuk 4 heeft een TSB bijna altijd een forste impact op de energie-efficiëntie van de trein. Hier volgen maatregelen die er voor kunnen zorgen dat TSB s zo kort mogelijk ingesteld zijn. In de TSB procedure van 2013 is er geen enkele processtap die trein efficiëntie meeneemt in afwegingen. Deze keten analyse stelt een aantal maatregelen voor om trein efficiëntie mee te nemen in de TSB processtappen: 1. Trein efficiëntie meewegen in de afweging voor de snelheid van het opheffen van een TSB. 2. Grotere differentiatie van snelheidstappen toe staan voor TSB s. 3. Trein efficiëntie meewegen in de afweging of een TSB permanent wordt. Om het aantal TSB s, de doorlooptijd en het extra energieverbruik te beheersen, bij te sturen en te verbeteren gaat de Manager Infra Beschikbaarheid, dit monitoren met behulp van een eenvoudig TSB- dashboard. Hierbij wordt gebruik gemaakt een kritieke prestatie indicator (KPI) en een prestatie indicator (PI), te weten: KPI voor het landelijk gemiddelde aantal (ongeplande) TSB s met als norm 10 in PI voor het gemiddelde tractie-energieverlies ten gevolge van het gemiddeld aantal TSB s. ProRail-AM is verantwoordelijk voor de TSB procedure. In de situatie van 2013 is echter onduidelijk wie binnen ProRail verantwoordelijk is om de duur van TSB s zo kort mogelijk te laten zijn. Deze ketenanalyse adviseert om de betreffende Tracémanager van ProRail te laten fungeren als aanspreekpunt voor alle TSB s in zijn/haar gebied. Er is een (T)SB- Energie Rekentool ontwikkeld voor het doorrekenen van het tractieenergieverbruik als gevolg van inzet TSB. De Plancoördinatoren in de regio zijn verantwoordelijk voor het doorrekenen van het energieverbruik van een TSB. Hier volgt een samenvatting van de maatregelen A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

23 Ketenschakel Maatregel Beschrijving maatregel nummer Fysiek ontwerp 1.1 Techniek Civiele ontwerp maatregelen nemen om snelheidsbeperkingen te verminderen. 1.2 Integratie in werkprocessen Ontwerpregels uitbreiden door energie-effecten mee te nemen in de afweging van ontwerpvarianten / alternatieven. 1.3 Tools (T)SB energietool uitbreiden en standaard gebruiken bij LCM analyse. 1.4 Verbeterproject Top 10 kuilen en pieken maken, analyseren en waar mogelijk op te heffen. 1.5 Beheersing Voer KPI in voor energieverlies SB s. TSB procedure 2.1 Processtappen Drie elementen toevoegen aan TSB procedure 2013: 1. Trein efficiëntie meewegen voor opheffen TSB. 2. Grotere differentiatie van snelheidstappen TSB s. 3. Trein efficiëntie meewegen voor permanent maken TSB. 2.2 Beheersing Voer KPI en PI in voor energieverlies door TSB s. 2.3 Organisatie Maak tracémanager van ProRail verantwoordelijk voor TSB s in zijn/haar gebied. 2.4 Tools Gebruik (T)SB energie rekentool voor gevolgen TSB op tractie energieverbruik trein. A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22

24 Colofon Opdrachtgever ProRail B.V. M. Ubink Uitgave Movares Nederland B.V. Utrecht Telefoon Ondertekenaar A. van Weert Adviseur Duurzaamheid Projectnummer RM Opgesteld door A. van Weert 2014, Movares Nederland B.V. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Movares Nederland B.V. A40-AWE-KA / Proj.nr. RM / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november /22