SBB -朝着能源效率的方向前进

SBB的目标是在2025年节省20%的年度能源消耗，相当于600千兆瓦时。为此，瑞士联邦银行实施了一项全面的节能计划。自适应控制(ADL)具有很大的节能潜力。该软件为所有列车计算了一个能源优化的驾驶剖面，这对时刻表的稳定性和准点率也有积极的影响。

背景

铁路是瑞士可持续交通的支柱。瑞士联邦铁路公司(SBB)以节能、气候友好和安全的方式每天运送121万名乘客和约20.5万吨货物。SBB的牵引动力组合中平均90%是水力发电，并拥有完全的电气化网络，是欧洲最环保的铁路之一。从2025年起，火车将完全使用可再生能源发电。

然而，与此同时，由于服务的扩展以及更重的耗电机车车辆，SBB的能源消耗正在上升。在其能源战略和节能计划的框架内，SBB的目标是在2025年将其预计的年能源消耗减少20%。这相当于600千兆瓦时，或15万户家庭一年的能源消耗。为了实现其雄心勃勃的节能目标，SBB正在评估节约潜力，并在整个公司和SBB的整个价值链上实施节能措施。目前约有25名来自不同学科的专家负责实施250多项经济上可行的措施。

重要的因素包括机车车辆、固定装置和建筑物的技术创新、节能服务规划以及铁路生产的创新。

创建透明

SBB拥有13个发电站和变频器，为瑞士提供了很大一部分牵引电力(16.7赫兹)和一部分常规电力(50赫兹)。该公司自己的年产量约为2000千兆瓦时。德国国家铁路公司把它卖给铁路公司和内部部门。

为了认识到潜在的节约并制定能源效率措施，SBB必须首先确定所有的能源消费者和能源流。

然而，与瑞士50赫兹电网不同的是，实际消耗的能量是收费的，牵引电力使用是按固定费率收费的。这是基于列车重量、里程和不同列车类型的平均消费价值——长途列车、区域列车或货运列车。这种方法的缺点是，对节能汽车和节能驾驶风格的投资只能间接获得回报。这就是基于使用的牵引力计费(VVB)的用武之地。有了VVB，今后铁路公司只需为实际消耗的牵引电流付费。因此，在能源效率方面的投资意味着对相关公司的直接节省。

为了测量列车的实际耗电量，SBB正在为整个机车车队配备电表(预计2018年完成)。此外，重要的计费数据，如车号，由SBB铁路控制系统(RCS)传输。仅充电实际牵引耗电量始于2015年秋季。对于没有电表的车辆，计费仍按以前的固定费率计算。

锚定公司能源效率

通过节能计划，瑞士联邦银行还打算启动内部变革进程，并在员工中进行文化转变。因此，谨慎而经济地使用资源应该成为日常职业精神的一部分。最终，节约能源减轻了环境和预算的负担。

铁路运营措施:自适应控制

铁路运营措施包括节能驾驶风格(EcoDrive)，机车人员接受了广泛的培训，以及使用自适应控制(ADL)等驾驶推荐系统。红灯时不必要的停车不仅会对车辆和轨道造成磨损，还会对列车的能源效率和能源成本产生负面影响。光是启动一辆重型火车就会消耗大量能源。一列1000吨重的货运列车从80公里/小时减速到静止，然后重新启动所消耗的能量，相当于一个家庭一周所消耗的能量。

ADL是SBB轨道控制系统(RCS)的扩展。它能检测列车调度冲突，并计算出最佳速度，使列车在没有计划外停靠的情况下到达目的地，并尽可能提高能源效率。列车控制中心的铁路交通调度员批准驾驶建议，这些建议立即传送给机车人员。然而，这些只是建议，并不是严格的指示。外部信号继续完全有效。

目前，近1700列列车在工作日使用自适应控制，每天节省15万千瓦时(2016年11月的平均值)。在一年的时间里，这相当于13500个家庭的能源消耗。

ADL还帮助SBB在交通量增加、建筑和维护工作增加的情况下保持准点率，同时降低了能源消耗。为此，SBB在2016年获得了瑞士联邦能源办公室(SFOE)颁发的能源高效机动类别瓦特金奖。

技术措施

例如，在机车车辆、轨道电力供应、固定装置和建筑物方面的技术革新提供了巨大的节约潜力。两项创新技术措施包括:

1. 基于时间表的准备时间(FBB)
2. 干式变压器

基于时间表的准备时间(FBB)

苏黎世S-Bahn的HVZ-D列车在高峰时段每天只在几个小时内提供额外的运力，因为在这段时间内苏黎世周围的乘客最多。多亏了FBB，车辆中的加热系统现在与每日时间表相关联。通过这种方式，车辆知道下一次服役的时间，使其能够在所需的时间自动加热。这在客户毫无察觉的情况下，每年为SBB节省了5千兆瓦时的电量。在2016年10月于维也纳举行的UIC可持续发展会议上，SBB的FBB项目获得了可持续发展类别的一等奖。

干式变压器

到目前为止，铁路车辆主要采用主动冷却的油冷式变压器。今天，所谓的无油干式变压器也可以实现。通过省略油，可以增加导体材料的活性质量，从而减少损耗。损失少意味着废热少，简单的风冷方式就足以输送热量。新的Resibloc干式变压器代表了铁路技术的开创性创新:瑞士东南铁路公司(SOB)的FLIRT实现了显著的牵引节能，占车辆总能耗的7%以上;奥地利的Mariazell铁路列车节省了超过8%的费用。干式变压器还减少了维护要求，如检查和更换油和所有相关传感器。除了节约能源外，这还进一步降低了使用干式变压器的车辆的生命周期成本。

用于平滑峰值负载的负载管理

通过实施负荷管理，SBB旨在消除峰值负荷，从而抵消预计的峰值负荷增加。该系统需要在高峰期间有意地断开负载，或减少其电力消耗。牵引电网年最大负荷一般出现在寒冷的冬季交通高峰时段。在此期间，大部分列车和点式加热器都会打开。如果牵引电网中的负荷接近定义的阈值，中央负荷管理器将短时间关闭加热器。在典型峰值负荷的持续时间内(<2分钟)，关闭可切换的加热电源可以减轻牵引电网的需求。在试验列车上的研究证实了通过控制车厢加热器进行负荷管理的可行性。负荷管理的目标是到2025年控制150兆瓦的电力。带加热器的第一阶段正在实施，到2023年将调节约70兆瓦的可切换负荷。这对顾客的出行舒适度没有影响。

总结与展望

通过250项经济上可行的综合措施，SBB计划到2025年节省20%的预期年能源消耗，或每年总共节省600千兆瓦时。从2025年起，列车还将完全使用可再生能源发电。

这在财务上也是有意义的:从长远来看，这些措施每年可为瑞士联邦银行节省高达6000万瑞士法郎的能源成本。此外，考虑能源效率标准将在服务业发展中发挥决定性作用。

因此，提高能源效率对瑞士联邦银行具有重要的战略意义。从长远来看，这是确保铁路相对于公路的环境优势的基础。通过这种方式，SBB在实施联邦政府的2050年能源战略和发展瑞士可持续交通方面发挥着关键作用。

作者简介

奥利弗•约翰获得瑞士伯尔尼大学地理学硕士学位。他在联合国和工业部门担任顾问，在企业责任、可持续发展战略和资源管理领域拥有丰富的专业经验。自2015年以来，他一直担任SBB节能项目负责人。