◄ اثر برقی‌ سازی بر بهره‌ وری راه‌ آهن در کنگره بین‌ المللی مهندسی عمران

عباس قربانعلی بیک: چهاردهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران در روزهای 29 و 30 مهر 1404 در دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف برگزار شد و ظاهرا برای اولین بار، نشست تخصصی وضعیت فعلی و برنامه های آتی حمل و نقل ریلی هم در آن پیش بینی گردید. چهارتن از اعضاء حاضر در نشست که در روز دوم برقرار شد، آقایان: دکتر آقایی، دکتر شکیبایی فر، دکتر حاتم زاده و دکتر باقری بودند.

از اینجانب هم  خواسته شد مطلبی با عنوان "اثر برقی سازی بر بهره وری راه آهن" ارائه نمایم که مقایسه ای بین سیستم های ریلی دیزلی و برقی و تأثیر برقی سازی بر شاخص های بهره وری باشد. این مطالعه با استناد به داده های فنی، عملیاتی و اقتصادی، مزایای قابل توجه برقی سازی در ابعاد مختلف از جمله مصرف انرژی، زمان سفر، هزینه های اجرا و ظرفیت حمل و نقل را نشان می دهد.

برای برداشت دقیق تر، این مقایسه بر برقی سازی راه آهن تهران مشهد که نیمی از سفرهای ریلی را به خود اختصاص داده متمرکز شده و بدیهی است نتایج آن فراگیر نبوده و ممکن است گزینه دیزلی مرجح باشد و باید برای هر محور جداگانه محاسبه گردد.  

این گزاره نما در 9 صفحه تهیه شده، در صفحه 2 به 6 محور بهره وری متاثر از برقی سازی خطوط اشاره شده که به ترتیب عبارتند از: 1) ناوگان، 2) خط، 3) انرژی، 4) بودجه، 5) خدمه، احداث (سریع السیر) با تاکید بر موارد 1، 3، 4 و 6 (بدون خط و خدمه). 

ص 3، مقایسه فنی لوکوموتیوهای دیزلی مسافری اتریش و ایران: لوکوموتیو دیزلی Rh 2016 با قدرت ۲۰۰۰ کیلووات، سرعت ۱۴0، وزن ۸۰ تن، که مبنای طراحی لوکوموتیو دیزلی ER24 با قدرت 2400 کیلووات، سرعت 160 و وزن 84 تن برای ایران بود.

ص 4 به مشخصات لوکوموتیو برقی Rh 1016/1116 اتریش پرداخته با قدرت ۶۴۰۰ کیلووات، سرعت ۲۳۰ و وزن 86 تن، صفحه 5 منحنی کشش-سرعت لوکوموتیوهای زیمنس ایران در حالت تک و دوبله ارائه شده و در صفحه 6 منحنی کشش-سرعت لوکوموتیو برقی سفیر (زیمنس 2015) با توان 5600 کیلووات در دمای کمتر از 45 درجه و 5 مگاوات در کمتر از 50 (و مقاومت قطار) ارائه شده که برای مقایسه بهتر، منحنی کشش-سرعت لوکوموتیو دیزلی در حالت تک و دوبله هم به آن افزوده شده است.     

در صفحه 7، جدول زمان سیر قطار 11 واگنه با دوبله و تک لوکوموتیو زیمنس در مسیر تهران مشهد گنجانده شده که در حالت دوبله با 450 کیلووات برق مصرفی واگن ها 7:16 و برای تک 9:43 می گردید (با زمان سیر بیشتر بازگشت: 19 ثانیه و 285 ثانیه). 

مصرف سوخت حالت دوبله 7570 لیتر (با سرعت متوسط 119) و در حالت تک 5610 لیتر (با سرعت متوسط 91) برآورد گردید.

در صفحه 8 به ناوگان در سرویس مورد نیاز برای تحقق ظرفیت 13 میلیون مسافر نیاز به اعزام روزانه 66 قطار از دو طرف اشاره شد که به ترتیب 132 لوکوموتیو دیزل 2400 کیلووات و 726 واگن با ظرفیت متوسط 55 نفر با ضریب اشغال 90% اعلام گردید در حالت برقی که توان لوکوموتیو بیش از 3 برابر توان دیزلی است، زمان سیر با سرعت 160 به حدود 6:30 و با سرعت 200 به حدود 6 ساعت خواهد رسید و به این ترتیب امکان یک رفت و برگشت در روز فراهم خواهد شد و لذا تعداد لوکوموتیو در سرویس برقی به 33 دستگاه کاهش خواهد یافت و تعداد واگن در سرویس به 363 دستگاه کاهش خواهد یافت (با اتوبوسی کمتر می شود).     

هزینه خرید ناوگان در سرویس در حالت دیزلی با فرض قیمت 3 میلیون یورو برای هر لوکوموتیو و 700 هزار یورو برای واگن به 904 میلیون یورو بالغ می شود و برای حالت برقی با احتساب 360 میلیون دلار برای برقی کردن 713 میلیون یورو خواهد شد.   

اگر ضریب آماده به کاری لوکوموتیو دیزل که مدتهاست در محدوده 50% متوقف شده و ضریب 90% را برای واگن های مسافری (برای لوکوموتیو برقی 90%) منظور نماییم، سرمایه گذاری برای ناوگان دیزلی و برقی به ترتیب 1351 و 748 میلیون یورو خواهد شد.

جایگزینی دیزل با برق منجر به صرفه جویی سالانه حدود ۱۸۲ میلیون لیتر سوخت و کاهش وابستگی به منابع فسیلی می شود، دیماند برق برای 13 میلیون مسافر با احتساب مصرف 21 مگاوات ساعت با فرض سرفاصله اعزام 20 دقیقه و سرعت 160، 66 مگاوات شده که با افزایش سرعت به 200 به 76 مگاوات افزایش خواهد یافت و در بدترین فرض با دیزل ژنراتورهای 50 لوکوموتیو دیزل تامین خواهد شد (تین 258060) و در صفحه 9 با ذکر تجربه احداث راه آهن سریع السیر پاریس-لیون در دو مرحله، به تشریح تاثیر برقی کردن مسیرهای موجود بر کاهش هزینه، زمان و ریسک احداث راه آهن سریع السیر پرداخته شد (تین 82666).