Vodík jako pohon železnice budoucnosti? Výzkum, vývoj a inovační činnost ve VUZ v roce 2020
Výzkumný Ústav Železniční, a. s. (VUZ) se v roce 2020 intenzivně zapojil do inovační a výzkumné činnosti. Tento rok byl
Výzkumný Ústav Železniční, a. s. (VUZ) se v roce 2020 intenzivně zapojil do inovační a výzkumné činnosti. Tento rok byl pro VUZ silně ve znamení výzkumných činností, kdy nejdůležitějším tématem ve výzkumu VUZ byl vodík a jeho možné použití v železniční dopravě v ČR. Ačkoliv se vodík stává běžnou věcí na německých železnicích, v ČR je jeho použití zatím v začátcích.
Prvním důležitým krokem k prozkoumání vodíkové technologie pro české železnice byla aktualizace Národního akčního plánu čisté mobility (NAP ČM) a zařazení vodíkového pohonu mezi zvažované technologie budoucnosti. Asi nejdůležitějším výstupem NAP ČM v této oblasti je zahrnutí „i jen možnosti“ vodíku u železniční dopravy – znění NAP: „Za tímto účelem by měla jednak vzniknout studie příležitostí vodíkové mobility na železnici a zároveň by měly být hledány cesty, jak v budoucnosti podpořit nákup vodíkových lokomotiv z veřejných zdrojů. Vedle toho by se měly připravit normy na homologizaci těchto souprav.“
Na tento nově nastavený směr rozvoje zareagovala VUZ a ve spolupráci s ÚJV Řež, a. s., Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze, Českou vodíkovou technologickou platformou a firmou SINTEF AS se zúčastnil 1. Veřejné soutěže programu KAPPA – Program CZ RESEARCH Fondy EHP a Norska 2014–2021.
Předložený výzkumný projekt Regionální vodíkové vlaky na českých železnicích byl vybrán TAČR k podpoře a bude uzavřena Smlouva o poskytnutí podpory. Cílem projektu je analýza českých železničních tratí a lokalizování oblasti, kde by vodíkové vlaky byly technickým, ekonomickým a environmentálním řešením oproti jiným technologiím. Tato studie shromáždí počáteční údaje, zejména z neelektrifikovaných železnic, kde je provozována naftová souprava. Prostřednictvím metodiky a softwaru vyvinutého společností SINTEF bude provedena technicko-ekonomické analýza vybraných regionálních tratí a porovnání jednotlivých pohonů vlaků (nafta, baterie, vodík a hybrid). Výsledky umožní identifikovat preferované oblasti s příznivým technologickým, ekonomickým a environmentálním výsledkem pro nasazení vodíkových vlaků a nahradit budoucí vyřazené dieselové vlaky z provozu na neelektrifikované železnici. Předpokládaný začátek řešení projektu 01/2021 předpokládaný konec projektu 04/2024.
Dalším výzkumným tématem pro rok 2020 a jistě i roky budoucí je zavádění systému ETCS na české železnici. V souvislosti se zaváděním ETCS na české železnici se ukazuje, že v některých případech může docházet k významnému snížení propustnosti tratí. Jde zejména o problematické dojíždění vlaku ke konci oprávnění k jízdě, kdy se brzdné křivky ETCS jeví jako velmi restriktivní. Již od roku 2018 probíhají intenzivní inovační činnosti, jejichž cílem má být nalezení řešení těchto problémů.
Cílem projektu Optimalizace vlastností ETCS v podmínkách české železnice, jehož je VUZ spoluřešitelem, je proto přispět k řešení situace jednak teoretickou analýzou možných nápravných opatření (nastavení národních hodnot ETCS, přínosy metody gamma) a jednak experimentálním ověřením reálných brzdicích schopností vybraných vozidel. Součástí řešení bude i návrh provozních opatření či metodiky umožňující posoudit vliv případných úprav na kvalitu brzdění vlaku pod dohledem ETCS. Návrh výzkumného projektu byl v roce 2020 podán do 2. veřejné soutěže Programu DOPRAVA 2020+. V současné době se čeká na výsledek veřejné soutěže, tj. zda bude výzkumný záměr podpořen k financování.
Velkou část výzkumných kapacit VUZ v roce 2020 zaměstnal nově rozběhnutý mezinárodní projekt CARBODIN Car Body Shells, Doors and Interiors podpořený z Shift2Rail. Tento projekt započal v prosinci 2019 a jeho trvání je naplánováno do konce roku 2021. Projekt je zaměřený na implementaci kompozitních materiálů do železničních vozidel. Výstupy projektu budou kombinovat různé výrobní techniky, koncepty automatizace, zavádění společně vytvrzených a společně vázaných kompozitních dílů. Role VUZ v projektu je analýza relevantních TSI norem a souvisejících EN norem pro posouzení technického řešení projektu, které je nezbytné pro úspěšné přenesení nového produktu z vývojové fáze do zkušební fáze, resp. zahájení sériové výroby.
Posledním velkým tématem výzkumné činnosti VUZ je hluk a vibrace na železnici. Této oblasti se VUZ věnuje dlouhodobě. V roce 2019 byl ukončen dvouletý mezinárodní výzkumný projekt podpořen ze Shift2Rail INNOWAG – Innovative Monitoring and Predictive Maintenance Solutions on Lightweight Wagon. VUZ se snažila v této oblasti pokračovat a účastnila se přípravy dalšího mezinárodního projektu VIBRALIS – New technologies for auralisation and visualisation of noise and vibration. Bohužel tento projekt nebyl v rámci Shift2Rail vybrán evropskou komisí k financování.