Energiforbruk til togfremføring

I dag er ca. 2500 km av det statlige jernbanenettet elektrifisert og drøyt 80% av togtrafikken i Norge går med elektriske tog. Strøm er dermed den største andelen av energibruk til togfremføring.

Hva er fordelen med elektrisk drevet jernbane?

Hvert år forbruker norske tog ca. 500GWh elektrisk energi. Rundt 95 % av energien kjøpes i det åpne markedet og leveres via lokale nettselskap. Jernbaneverket opererer også som “nettselskap” og leverer elektrisitet til togselskapene. Både Jernbaneverket som strømleverandør og togselskapene arbeider kontinuerlig med tiltak som skal effektivisere energiforbruket. All energi til tog i Norge er levert med opprinnelsesgaranti som stadfester at energien er produsert i vannkraftverk.

På ikke-elektrifiserte strekninger bruker togene diesel som drivstoff. Dieseltog har normalt dieselelektrisk drift. Dieselmotoren driver en generator som omformer dieselkraften til elektrisk energi. Diesellokomotivet fungerer i prinsippet som et elektrisk lokomotiv. Dieseltog kan også ha hydraulisk drift. I 2014 var forbruket av diesel omtrent 160 GWh, men noen selskap har ikke oppgitt det totale dieselforbruket sitt. Det er i dag ca. 1400 km ikke elektrisk jernbane, men disse strekningene utgjør bare ca 20% av trafikken. Nordlandsbanen og Rørosbanen er av de lengste, men her er det liten togtrafikk.

I forhold til dieseldrevne tog er elektriske tog sterkere, akselerer bedre og er rimeligere i drift og vedlikehold. Miljømessig gir de bedre lokal luftkvalitet, særlig i lange tunneler med undergrunnsstasjoner, samt et totalt lavere energiforbruk enn dieseldrevne tog. Elektriske tog gir også mulighet for togfremføring med lave klimagassutslipp.

Elektrisk jernbane på Lunde stasjon. Foto: Njål Svingheim

Hva gjør Jernbaneverket for å redusere energibruken til togfremføringen?

Mange av tiltakene for å redusere energibruk til togfremføring vil selvsagt ligge hos selskapene som eier og drifter togene. Vennligst se togselskapenes nettsider for mer informasjon om slike tiltak.

Jernbaneverkets tiltak vil kunne rette seg mot strømforsyningen frem til kontaktledningsanlegget, og å få til gode målinger av strømforbruk for hvert enkelt togselskap. Jernbaneverket har også flere tiltak rettet mot energieffektivisering i drift og vedlikehold av infrastrukturen slik det er nærmere beskrevet i egen artikkel om “Energibruk til infrastruktur”.

ENØK-tiltak i omformerstasjoner og kontaktledningsanlegg

Fra sentralnettet eller regionalnettet må energien transformeres og omformes til en annen spenning og frekvens før den kobles til kontaktledningsnettet (KL) for togfremføring. Lokomotivet forsynes med elektrisk energi via strømavtageren. I Norge og en del andre land forsynes togene med 15 kV spenning og 16 2/3Hz frekvens. Om lag 20 % av energiforbruket går tapt i denne prosessen, hvor tre fjerdedeler er tap i omformerstasjonen og en fjerdedel er tap i kontaktledning/overføringsledninger.

Nye tog har sterkere motorer og krever vesentlig sterkere overføringsnett (KL) enn eldre tog og er derfor en utfordring for dagens strømsystem. Tettheten av tog er også vesentlig økt de senere årene. For å bøte med dette er det bestemt at Jernbaneverket for fremtiden skal bygge kontaktledningsanlegg med autotransformatoranlegg (AT) og alle nye prosjekter skal planlegges for AT-system. Det vil være stor energibesparelse ved overgang til et AT-system fordi en øker overføringsspenningen fra 15 kV til 30 kV. Tapet vil gå ned med ca. 50 % i forhold til et ordinært KL-anlegg, altså en vesentlig energibesparelse.

Omformerstasjonene trenger også en oppgradering. Jernbaneverket er i gang med å optimalisere innstillingen på regulatorene for å tilpasse kjøremønstret til togtrafikken. Dette arbeidet har et stort potensiale for å spare energi etterhvert som enkeltstrekninger blir satt i drift med AT-system. Ved utbygging til AT-anlegg kan en øke avstanden til omformerstasjonene fra 80 km til 120 km. På landsbasis kan man da ha ca. 10 omformere mindre. Energitapet ved omformerstasjonene blir da vesentlig redusert ved færre og nyere omformere. Jernbaneverket arbeider kontinuerlig med å oppgradere og forsterke dagens strømforsyningssystem.

Tilbakemating av strøm fra bremsing

En elektrisk motor kan også driftes som en elektrisk generator. Moderne elektriske tog kan ved bremsing generere elektrisk energi tilbake til kontakt-ledningen. Tilbakematet strøm kan da brukes av andre tog eller eventuelt av andre strømabonnenter fra fordelingsnettet. Dette kalles regenerativ bremsing, og kommer spesielt til nytte ved store nedover bakker.

Ofotbanen er spesiell her, da svært lange og tunge fullastede malmtog kjører fra fjellet ned til Narvik havn og kjører tomme tilbake. Her returneres ca. 60 % av energien tilbake til nettet. Dette utgjorde 7 GWh i 2011 . På Ofotbanen er det autotransformatoranlegg som gjør det mulig å ta imot større mengder “bremseenergi.” Et gjennomsnittlig elektrisk tog i Norge kan levere ca. 10% av energien tilbake til nettet ved bremsing.

Malmtransport på Ofotbanen. Foto: Hilde Lillejord/Jernbaneverket

Energimålingssystemet Erex

Nøyaktig energimåling og fakturering av tog gir insentiv til innsparinger. Jernbaneverket har vært initiativtaker til og drivkraft i utviklingen av et system som måler, avregner og fakturerer tog for faktisk energiforbruk på tvers av landegrenser.Partnerskapet Eress, som i dag består av infrastrukturforvaltere fra syv europeiske land (Sverige, Danmark, Finland, Belgia, Sveits, Nederland og Norge) eier og forvalter Erex. Under Den Internasjonale Jernbaneunions (UIC) Sustainability Awards 2012 fikk Erex førstepris i kategorien "Energy and CO2" for sin effekt for redusert energiforbruk. 

Infrastrukturforvaltere får tildelt og sortert energidataene fra Erex. Med dette kan det sendes en nøyaktig regning til hver av togoperatørene som kjører på nasjonale spor og de linjene som krysser grensene. For togselskaper gir Erex lavere kostnader, siden de presise måledataene gjør at de betaler kun for det de har forbrukt. Uten systemet må togselskapene betale etter et generelt estimat, og gir ingen insentiver til den enkelte togoperatør å spare energi. Erex initierer også andre miljøgevinster. Informasjonen fra Erex-systemet gir utgangspunkt for opplæring i energiforbruksmønstre og hvordan dette forbruket kan reduseres.

Erfaringer så langt viser at avregnings- og målesystemet gjør det mulig å senke strømforbruket. NSB AS, som har vært med i prosjektet fra start av, bruker informasjon fra disse målingene til å følge opp og gjøre lokførerne medvitende om deres forbruk. NSB kan allerede vise til store innsparinger innenfor kjøreatferd, forbruk hos tog som står i ro, og klimakontroll i togsettene. Totalt har NSB redusert energiforbruket per kjørte tonnkilometer med om lag 18 % siden oppstarten av prosjektet i 2004. Dette er realisert uten utskifting av NSB sitt materiale. NSB har kjøpt inn nye tog (FLIRT), og etterhvert som disse nye togene tas i bruk, venter NSB en ytterligere reduksjon i energiforbruket på opp til 12 %. Internasjonalt regner man med et innsparingspotensial på 10–15 %.
For mer informasjon vennligst se nettsidene til Eress.