работников на 20–30%. Затраты на топливо в денежном выражении при тепловозной тяге в сопоставимых условиях примерно в 1,5 раза больше затрат энергии при электрической тяге. В сопоставимых условиях (при одинаковой грузонапряженности) внедреие электрической тяги вместо тепловозной снижает себестоимость перевозок на 10–15%. Различия фактической себестоимости перевозок сравниваемых прогрессивных видов тяги более существенны. Это объясняется тем, что полигон сети, обслуживаемый электрической тягой, имеет примерно вдвое большую грузонапряженность и лучшее техническое оснащение. Это преимущественно двухпутные линии с более высокой участковой скоростью, меньшим числом остановок и меньшими затратами механической работы на разгоны и торможения. Применение электрической тяги позволяет осуществлять рекуперацию электроэнергии, т.е. возврат ее в электрическую сеть при движении поезда под уклон, когда тяговые двигатели работают как электрогенераторы. Экономия электроэнергии при этом достигает при тяжелом профиле 20–30%, а при профиле средней трудности – 10–15%. При рекуперации одновременно обеспечивается плавное торможение, уменьшается износ тормозных колодок и повышается безопасность движения поездов, хотя при оборудовании электровозов устройствами рекуперативного торможения несколько увеличивается первоначальная стоимость локомотивов. Рекуперация оказывает также влияние на состояние ходовых частей вагонов и верхнего строения пути. Особенно эффективно применение электрической (мотор-вагонной) тяги в пригородном пассажирском сообщении и в метро: раздельные пункты на линиях размещены часто, много остановок, разгонов и торможений; экономится значительное время при быстром наборе и снижении скорости при работе электродвигателей моторвагонных секций; участковая скорость движения пригородных электропоездов на 15–20% выше, чем пригородных дизель-поездов. Электрическая тяга позволяет использовать низкосортное дешевое топливо (уголь, сланцы и др.) при сжигании его на ТЭС и дешевую электроэнергию ГЭС. При тепловозной же тяге используется, в основном, дорогостоящее дизельное топливо.
Большой экономический эффект дает применение прогрессивных видов тяги на маневровой работе. Здесь существенны преимущества тепловозной тяги по сравнению с электрической. Применение тепловозов на маневрах, по сравнению с обычными питающимися от контактной сети неаккумуляторными электровозами, не требует дорогостоящего оборудования этой сети над всеми станционными путями в местах производства маневров. Особенно эффективно применение на маневровой работе тепловозов с гидромеханической и электрической передачами.
С социально-экономических позиций охраны окружающей среды, особенно в крупных городах, доля электровозов в маневровой работе должна повышаться. Возможны три варианта применения электровозов на маневрах:
• наиболее дорогой – питание электровоза от контактного провода при работе на крупных станциях и примыкающих к ним крупных подъездных путях небольшой протяженности;
• использование специальных контактно-аккумуляторных электровозов, способных работать как на крупных станциях, оборудованных контактной сетью, так и на небольших, где сооружение контактной сети над путями неэффективно;
• применение дизель-контактных маневровых локомотивов – при поездах большой массы и высокой доле автономного режима работы этот вариант наиболее эффективен по стоимостным показателям.
Электрификация магистральных железных дорог, давая существенную экономию эксплуатационных расходов по сравнению с тепловозной тягой и сокращая время продвижения грузов и пассажиров, требует, однако, больших капитальных вложений в строительство тяговых подстанций и контактной сети.
Кроме того, в сметную стоимость электрификации включается большое количество сопутствующих работ, которые технологически с внедрением электротяги не связаны, но нужны для повышения эффективности ее применения или для улучшения качества обслуживания пассажиров. К таким работам относят: удлинение путей на станциях и раздельных пунктах; усиление верхнего строения
пути; устройство автоблокировки и диспетчерской централизации; сооружение
тоннелей, пешеходных мостов, пассажирских платформ и павильонов на станциях и некоторые другие работы. Такого рода работы при тепловозной тяге выполняют обычно по планам капитальных вложений других хозяйств железнодорожного транспорта и финансируют по отдельным сметам. Поэтому при сравнении эффективности вариантов тяги по капитальным вложениям затраты на сопутствующие работы должны либо исключаться из капитальных вложений в электрификацию, либо добавляться в том же объеме к капитальным затратам в тепловозную тягу. Доля сопутствующих капитальных затрат, не вызываемых специфическими особенностями электротяги, составляет в среднем 20–25% общей сметной стоимости и повышается до 35–40% и более, если в сметную стоимость включают крупные работы по удлинению приемоотправочных путей, внедрению автоблокировки и диспетчерской централизации. Если же не учитывать сопутствующие и сопряженные затраты, связанные с электрификацией, то свыше 2/3 всех остальных капитальных затрат приходится на строительство тяговых подстанций и сооружений контактной сети.
Суммарные капитальные вложения в постоянные устройства и подвижной состав при электрической тяге обычно в несколько раз выше, чем при тепловозной. Поэтому применение электротяги становится эффективным лишь при определенных условиях, в первую очередь, при более высокой грузонапряженности.
Сроки окупаемости суммарных капиталовложений в электрическую тягу по сравнению с тепловозной составляют в среднем 5–6 лет. На первых этапах электрификация железных дорог России проводилась на постоянном токе напряжением 3000 В для магистральных междугородных линий и 1500 В – для пригородных линий. Это создавало определенные трудности в бесперебойном движении грузовых поездов на пригородных участках. В настоящее время все линии с постоянным током переведены на стандартное напряжение 3000 В. Электрификация на переменном токе впервые была осуществлена в 1958 г. на железнодорожном участке Ожерелье–Павелец Московской дороги. Электрификация железных дорог на переменном токе имеет ряд дополнительных экономических преимуществ по сравнению с электрификацией на постоянном токе. Повышается КПД электрифицированной линии (в среднем на 3–5%), так как уменьшаются потери энергии на тяговых подстанциях и в контактной сети. Вдвое сокращается (до 2,5–3,5 т/км для однопутных и 5–7 т·км для двухпутных линий) расход цветных металлов (преимущественно – меди), так как высокое напряжение переменного тока дает возможность подвешивать контактный провод меньшего сечения. При этом облегчается подвеска и экономится материал опор контактного провода, сокращаются стоимость сооружения
каждой тяговой подстанции и их количество. При переменном токе тяговые подстанции можно размещать через 30–50 км, а при постоянном – через 10–25 км. Тяговые подстанции переменного тока значительно проще, надежнее и дешевле. Это существенно сокращает капитальные затраты по электрификации линии, себестоимость перевозок при этом снижается на 3–4%.
Наличие двух систем тока вызывает необходимость в специально оборудованных станциях со стыкованием контактной сети или требует постройки электровозов постоянно-переменного тока (двойного питания). Применение таких электровозов снижает простои поездов при переходе с одной системы тока на другую, стоимость этих электровозов меньше, чем дорогостоящих и сложных переключающихся устройcтв станций стыкования.
Недостатком электрификации железных дорог на переменном токе является то, что нарушается нормальная надежная работа воздушных линий связи, которые приходится заменять кабельными подземными линиями связи, а это требует дополнительных капитальных вложений. В целом электрификация железных дорог
на переменном токе обходится на 15–20% дешевле, чем на постоянном. В перспективе при создании принципиально новых систем передачи электроэнергии
постоянного тока на большие расстояния указанные соотношения затрат могут существенно измениться в пользу электрификации на постоянном токе. При оценке эффективности электрификации железных дорог на переменном токе нужно учитывать не только ее экономические, но и социальные преимущества, которые не всегда можно измерить в стоимостном выражении:
улучшение условий труда железнодорожников, условий жизни трудящихся в крупных городах и районах тяготения к электрифицированным железнодорожным линиям, создание больших удобств и комфорта при поездках пассажиров, уменьшение загрязнения окружающей среды.
С применением электрификации на переменном токе создается возможность снабжения дешевой электроэнергией нетяговых потребителей во всех отраслях хозяйства железных дорог в прилегающих сельскохозяйственных районах (путейских работ на перегонах, погрузочно-разгрузочных и других работ на крупных и малых станциях).
Литература:
Экономика железнодорожного транспорта: Учеб. для вузов ж.-д. транспорта /
Н.П. Терёшина, В.Г. Галабурда, М.Ф. Трихунков и др.; Под ред. Н.П. Терёшиной,
Б.М. Лапидуса, М.Ф. Трихункова. – М.: УМЦ ЖДТ, 2006.
Стратегическое планирование на железнодорожном транспорте: Учебное
пособие. / В.Г. Галабурда, Н.П. Терёшина, Г.В. Бубнова и др.; под ред. проф.
В.Г. Галабурды и Н.П. Терёшиной. – М.: МИИТ, 2002. – 267 с.
Экономическое регулирование и конкурентоспособность перевозок. – Терёшина Н.П. М.: ЦНТБ МПС, 1994. – 132 с.
Управление конкурентоспособностью железнодорожных перевозок. –
Терёшина Н.П., Шобанов А.В., Рышков А.В. М.: ВИНИТИ РАН, 2006. – 240 с.
Транспортное производство в условиях рынка. Качество и эффективность: Трихунков М.Ф. Монография. – М.: Транспорт, 1993.
Инновационный менеджмент. – Фатхудинов Р.А. М.: ЗАО «Бизнес-школа
«Интелсинтез», 1998. – 600 с.
Финансовый менеджмент: теория и практика / Е.С. Стоянова, И.Т. Балаба-
нов, И.А. Бланк и др.; под ред. Е.С. Стояновой. – 3-е изд. – М.: Перспектива,
1998. – 656 с.