CO2-Beleid Ketenanalyse Opheffen Snelheidsbeperkingen

Snelheidsbeperkingen Opheffen

Keteninitiatief Scope 3 emissies

Energie efficiënte spoor infrastructuur

17 november 2014- Versie 1.0

A40-AWE-KA-1400077 / Proj.nr. RM002653 / Vrijgegeven / Versie 1.0 / 17 november 2014

1/22

Inhoudsopgave

Inleiding 2

1 Scope en afbakening 4

2 Beschrijving keten 8

3 Ketenpartners 10

4 Analyse (van energie en CO2 effecten) 11 4.1 Fysiek ontwerp 11

4.1.1. Snelheidsbeperking in het midden (kuil) 12 4.1.2. Snelheidsbeperking aan de rand (stoep) 14 4.1.3. Snelheidstoename in het midden (piek) 16

4.2 TSB procedure 16

5 Reductie maatregelen 18 5.1 Fysiek ontwerp 18

5.1.1. Techniek 18 5.1.2. Integratie in werkprocessen 18 5.1.3. Tools 19 5.1.4. Verbeterproject 20 5.1.5. Beheersing 20

5.2 TSB procedure 20 5.2.1. Processtappen 20 5.2.2. Beheersing 20 5.2.3. Organisatie 20 5.2.4. Tools 20

5.3 Samenvatting maatregelen 20

Colofon 22


2/22

Inleiding

Per 1 december 2009 is door ProRail de CO2-prestatieladder ingevoerd, een instrument

om de CO2-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 CO2-prestatieladder dient ProRail scope 3 emissies in kaart te brengen (eis 4A

handboek SKAO1) en dient uit deze scope 3 emissies tenminste 2 analyses van GHG-

genererende ketens van activiteiten te maken (eis 4A11). Scope 3 emissies zijn emissies

van andere ketenpartners waar ProRail met haar activiteiten invloed op heeft.

Movares is een erkend en onafhankelijk kennisinstituut (eis 4A31) en heeft een

ketenanalyse “Snelheidsbeperkingen opheffen” samen met ProRail uitgevoerd voor

scope 3 CO2 emissies. Snelheidsbeperkingen bepalen voor een groot deel de trein

efficiëntie. Trein efficiëntie is de grootste CO2 emissiebron van ProRail2.

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 protocol3. De uitgevoerde stappen in de analyse zijn:

• In kaart brengen van de keten;

• Identificeren partners in de keten;

• Kwantificeren van de CO2-emissie van de keten;

• Formuleren van reductiemaatregelen (eis 4B1).

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 CO2

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 CO2 emissies in de keten (hfdst. 4) en de

mogelijke maatregelen voor de reductie van CO2 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 2014 2 Dominantie analyse scope 3 ProRail, Juli 2014. 3 Corporate Value Chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standard, World Resources Institute and World Business Council of Sustainable Development, September 2011


3/22

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).


4/22

1 Scope en afbakening

ProRail heeft in haar Meerjarenplan Duurzaamheid van 2013 concrete CO2

reductiedoelstellingen gesteld.

‘ProRail wil jaarlijks 65 kton CO2 in de spoorketen besparen ten opzichte van 2010.

Hiervan betreft 15 kton aan CO2 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 CO2 voetafdruk van het Nederlandse spoor (zie grafiek hieronder) blijkt dat het

energieverbruik van de trein verreweg de grootste CO2 veroorzaker (75%) is van het

spoorsysteem.

Bron: CO2 voetafdruk Nederlandse spoorketen, Railforum, 3 februari 2011

Figuur 1.1, CO2 veroorzakers spoorsysteem (gram CO2 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 spoorsysteem4.

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 CO2 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-#3642180


5/22

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 informatie-

uitwisseling plaatsvindt tussen machinist en verkeersleiding. Bijvoorbeeld

contextinformatie en snelheidsadviezen aan de machinist faciliteren

energiezuinig rijden.


6/22

Deze ketenanalyse richt zich op de invloed die ProRail heeft op het tractie-

energieverbruik 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 energie5.

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.

Vooraankondi-

ging: snelheid

verminderen tot

max. 40 km/h

Vanaf hier max.

40 km/h

(afwijkend van

baanvaksnelheid

Vooraankondi-

ging: snelheid

verminderen tot

max. 40 km/h

Vanaf hier baan-

vaksnelheid, 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/002/03-448120, versie 1.0, februari 2012.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Spoorlijnen_in_Nederland

http://nl.wikipedia.org/wiki/Vrije_baan

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kilometer_per_uur

http://nl.wikipedia.org/wiki/Spoorwegsein

http://nl.wikipedia.org/wiki/Treinbestuurder

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dutch_railway_sign_geel4.svg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dutch_railway_sign_wit4.svg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lichtsein_hoog_geel4.svg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dutch_railway_sign_groen13.svg


7/22

Figuur 1.2: Snelheidsdiagram Amsterdam – Hoorn


8/22

2 Beschrijving keten

We beschrijven hier alle activiteiten die leiden tot snelheidsbeperkingen en die zorgen

dat treinen minder energie efficiënt rijden.

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.

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

ProRail

Fysiek

Ontwerp

(kernproces)

ProRail

TSB

procedure

ProRail/

vervoerder

Planning

Vervoerder

Treinen rijden

Infrastructuur:

Snelheidsbeperkingen

ProRail

Be- en

bijsturing

ProRail

Informatievoorziening

machinist

Scopegrens

Voorfase - Schetsontwerp SB

Alternatievenstudie

fase

- Alternatieven SB

bepalen

- Voorkeursalternatief SB

bepalen

Planuitwerkings

Fase - Uitwerken ontwerp

SB

Realisatiefase

- Plaatsing borden en

seinen langs het spoor

Opdrachtgever

Vervoersproduct


9/22

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.

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.

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


10/22

3 Ketenpartners

In onderstaande tabel staan de belangrijkste ketenpartners van ProRail met betrekking

tot de realisatie van snelheidsbeperkingen.

Ketenschakels Ketenpartners

Opdrachtgever Ministerie IenM

Provincies

Gemeentes

Fysiek ontwerp ProRail/Projecten PO&U

Ingenieursbureaus (Movares, Arcadis, DHV, Grontmij)

Aannemers

TSB procedure ProRail/ AM V&C

ProRail/ AM A&T

Planning ProRail/ V&D

Treinen rijden Vervoerders (NSR, Arriva, Veolia, Connexxion)


11/22

4 Analyse (van energie en CO2 effecten)

Hieronder beschrijven we per ketenschakel de belangrijkste energie effecten en de

bijbehorende CO2 emissies.

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.

Oorzaak snelheidsbeperking

Civiele

beperkingen

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)

Effect op

omwonenden

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 6 0 40 6

VIRM 6 40 60 7

VIRM 6 60 80 10

VIRM 6 80 100 13

VIRM 6 100 120 16

VIRM 6 120 140 19

VIRM 6 140 160 22

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)

4.1 Fysiek ontwerp


12/22

In een snelheidsdiagram zijn deze aan de volgende patronen te herkennen:

In de volgende paragrafen volgt per patroon een analyse van de energie effecten.

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 energie-

effecten:

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.

4.1.1. Snelheidsbeperking in het midden (kuil)


13/22

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 energie-

baten 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.

3.600.000 Omrekening van Joules naar kWh:

3.600.000 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 # 3502951 Tractie-energie rekentool dec2013


14/22

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.

Tabel 4.4, Snelheidsbeperkingen met grootste energie-effect

Voor de conversie van de tractie/energieverbruik naar de CO2 emissie gebruiken we de

conversiefactor voor grijze stroom (455 gr CO2 eq. /kWh stroom) zoals aangegeven in

het handboek CO2 prestatieladder versie 2.2.

Door het opheffen van de snelheidbeperkingen uit tabel 4.4 kan in totaal ca.

12.020.000 Kwh energie bespaard worden. Hiermee is een besparing van 5,5 kton

CO2 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 #3502954 Top10 vaste snelheidsbeperkingen in het midden (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.

INVENTARISATIELIJST SNELHEIDSBEPERKINGEN

Permanente snelheidsbeperkingen

Baanvak Locatie Snelheids-

beperking van -

naar (km/h)

Rijtijdverlies

(sec.)

Extra tractie-

energieverbruik

(kWh per jaar)

Cargo NSR Cargo NSR

Zl-Mp Dedemsvaart - 140-120 - 18 1.370.000

Amf-Zl Harderwijk - 140-110 - 18 830.000

Zl-Asn Hoogeveen 90-80 140-80 n.t.b. 48 1.220.000

Utg-Hwd Castricum - 130-110 - 12 0

Hvs-Asd Naarden-Bussum 90-80 130-80 18 54 2.100.000

Asdz - Wp Zuidas 90-80 100-80 n.t.b. 12 720.000

Zd-Hn Purmerend 90-80 140-80 n.t.b. 126 350.000

Zd-Hn Hoorn - 140-120 - 12 0

Asd-Hn Zaandam - 80-40 - 66 280.000

Asd-Hn Zaandam 90-80 120-80 n.t.b. 132 830.000

Had-Ledn Lisse - 140-130 - 6 560.000

Ehv-Btl Best - 140-80 - 84 1.400.000

Ehv-Wt Geldrop - 140-130 - 6 430.000

Dv-Aml Wierden - 130-110 - 12 720.000

Dv-Aml Rijssen - 130-120 - 6 370.000

Amf-Apd Barneveld - 130-110 - 6 840.000

4.1.2. Snelheidsbeperking aan de rand (stoep)


15/22

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.


16/22

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.

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.

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 onderzoek6 blijkt dat bij het verkorten en opheffen van een TSB tussen de

10.000 en 30.000 kWh energie per maand kan worden bespaard, dus gemiddeld 20.000

kWh. Voor de conversie van de tractie/energieverbruik naar de CO2 emissie gebruiken

we de conversiefactor voor grijze stroom (455 gr CO2 eq. /kWh stroom) zoals

aangegeven in het handboek CO2 prestatieladder versie 2.2.

De 20.000 kWh per maand energiebesparing bij het opheffen van een TSB levert een

besparing van 9,1 ton CO2 per maand.

6 Onderzoeksrapport Duurzaam inzetten van TSB (EDMS-#3308041), Sander Kemps, oktober 2012.

4.1.3. Snelheidstoename in het midden (piek)

4.2 TSB procedure


17/22

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 CO2 per jaar bespaard. Naar verwachting is met extra maatregelen het

aantal TSB’s nog terug te brengen naar 7 TSB’s in 2020. Met deze extra maatregelen (zie

hfdst. 5) kan nog 960 MWh en 437 ton CO2 extra bespaard worden. De berekening van de

besparing is het aantal opgeheven TSB’s (per jaar) maal 20.000 kWh (gemiddeld per

TSB) maal 12 (maanden). De ontwikkeling van de energiebesparing over de jaren staat

weergegeven in figuur 4.5.

Figuur 4.5 Energiebesparing door opheffen TSB's over de jaren

2011 2012 2013 2015 2020

Besparing extra energieverbruik

0 480 1680 2160 2640

Totaal extra energieverbruik

4320 3840 2640 2160 1680

0

1000

2000

3000

4000

5000 (M

Wh

) Energiebesparing door vermindering TSB's

ten opzichte van 2011

Bron: V&C, Milieu


18/22

5 Reductie maatregelen

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.

Oorzaak snelheidsbeperking Evt. maatregel

Civiele

beperkingen

Bogen

snelheidsbeperking is afhankelijk

van de boogstraal en de

verkanting

Boog verruimen /

verkanten

Wissels (Alleen in de afleidende,

kromme stand)

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.

Het energiebewust omgaan met snelheidsbeperkingen kan in het Kernproces van

ProRail worden geïntegreerd door de ontwerpregels uit te breiden en door energie-

effecten 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:

5.1 Fysiek ontwerp

5.1.1. Techniek

5.1.2. Integratie in werkprocessen


19/22

# Regel Omschrijving

3.3.1 Baanvaksnelheid constant Om het energiegebruik te beperken wordt de snelheid op een baanvak zo

constant mogelijk gehouden

3.3.2 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.

3.3.3 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.

3.2.2 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

3.1.5 Hoofdroute = rechtdoor

Op emplacementen gaan de hoofdroutes zo veel mogelijk recht door de wissels.

Krom door een wissel gaan zorgt voor extra slijtage

3.1.6 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 3.3.1. en 3.3.2 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).

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).

5.1.3. Tools


20/22

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 2014.

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 tractie-

energieverbruik 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

5.1.4. Verbeterproject

5.1.5. Beheersing

5.2 TSB procedure

5.2.1. Processtappen

5.2.2. Beheersing

5.2.3. Organisatie

5.2.4. Tools

5.3 Samenvatting maatregelen


21/22

Ketenschakel Maatregel

nummer

Beschrijving maatregel

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.


22/22

Colofon

Opdrachtgever ProRail B.V.

M. Ubink

Uitgave Movares Nederland B.V.

Utrecht

Telefoon 030-2653462

Ondertekenaar A. van Weert

Adviseur Duurzaamheid

Projectnummer RM002653

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.

CO2-Beleid Ketenanalyse Opheffen Snelheidsbeperkingen

Documents

Transcript of CO2-Beleid Ketenanalyse Opheffen Snelheidsbeperkingen