3000 Volt loont de moeite

ProRail werkt sinds een jaar aan een businesscase voor verhoging van de spanning op de bovenleiding naar 3000 Volt gelijkspanning. In het voorjaar sloot NS zich bij het onderzoek aan. “We dachten al langer na over de toekomst van de tractie-energie”, vertelt Arjen Zoeteman, adviseur Technologie bij ProRail. “Aanvankelijk zaten we op het spoor van 25 kiloVolt, maar op die spanning overschakelen is zeer ingrijpend. Dan moet je de hele infrastructuur vernieuwen. Dat is onbetaalbaar en veroorzaakt grote hinder aan de treindienst. Sinds duidelijk is dat de Europese Unie 25 kV niet als eis gaat afdwingen, is 3 kV in beeld gekomen als betaalbaar alternatief.”

Nederland heeft als een van de weinige landen in Europa een lage bovenleidingspanning van 1500 Volt. Doordat de dienstregeling op het spoor vrijwel elk jaar uitbreidt, moeten steeds onderstations worden bijgebouwd om genoeg spanning op de draad te houden. Dan nog kan het gebeuren dat tegelijk vertrekkende treinen te weinig spanning hebben om stevig op te trekken. Een spanning op de bovenleiding van 3000 Volt, zoals in België en Italië, biedt wel genoeg potentie.

Arjen Zoeteman hoeft niet lang na te denken over de voordelen van 3000 Volt. “De netverliezen dalen doordat er minder hoge stromen door de bovenleiding gaan. Immers hoe hoger de spanning, hoe lager de stroom. Het terugleveren van remenergie aan andere treinen via de bovenleiding wordt gemakkelijker en er zijn minder onderstations nodig. Bovendien valt er een flinke rijtijdwinst te boeken. Stoptreinen kunnen sneller optrekken en doorrijden, waardoor Intercity’s niet hoeven in te houden. Het invoeren van hogere topsnelheden wordt eenvoudiger, doordat treinen die snelheden vlotter bereiken. Zo kunnen de vervoerders per rit veel tijd winnen en met dezelfde treinen mogelijk meer ritten maken.”

Bicourante treinen
Zoeteman spreekt van een ‘voorlopige businesscase’. “De gevolgen voor het goederenvervoer en de regionale vervoerders hebben we nog niet in kaart gebracht. Verder moet NS nog uitrekenen wat de omschakeling naar bicourante treinen gaat kosten. En dan komen nog allerlei technische vraagstukken. Bijvoorbeeld de synergie met Ertms.”

De ombouwperiode schat Zoeteman in op zeven tot tien jaar. We gaan dan geleidelijk over op 3000 Volt volgens een vlekkenplan over Nederland. Op een aantal plaatsen komt een spanningssluis waar de trein van 1500 naar 3000 Volt gaat en omgekeerd. De investering voor de infrastructuur, ongeveer 400 miljoen euro, én de ombouw van het materieel kunnen we na de ombouwperiode in minder dan tien jaar hebben terugverdiend. De ombouw van de treinen is nog niet precies berekend, maar valt waarschijnlijk goedkoper uit dan de infra-aanpassingen.”

Besparingen
Ook Ralph Luijt, manager Energie & Milieu bij NS Reizigers, ziet voordelen in de migratie naar 3000 Volt. “Je krijgt zicht op rijtijdwinst en de instandhoudingskosten zijn mogelijk lager. Migreren naar 25 kV kost miljarden. Als we van 1500 naar 3000 Volt gaan, kan de infrastructuur gehandhaafd blijven. De ombouw van het materieel duurt ook ongeveer zeven tot tien jaar. Begin volgend jaar willen we de kosten-batenanalyse klaar hebben, waarna een besluit kan worden genomen.”

Een groot voordeel van 3000 Volt is dat treinen meer remenergie kunnen terugleveren aan de bovenleiding. Luijt: “In plaats van de huidige 10 procent recuperatie bij 1500 Volt kan dan maximaal 40 procent van de remenergie opnieuw worden gebruikt door treinen in de omgeving.”

Lloyd’s Register heeft het potentieel voor het terugleveren van remenergie in de Randstad becijferd op ruim 95 procent voor Sprinters en 85 procent voor Intercity’s. Luijt: “Van de NS-vloot kan nu 60 procent recupereren, grofweg alle dubbeldekkers en alle stoptreinen. Dat wordt op langere termijn 100 procent van het materieel. Dan zijn er in combinatie met 3000 Volt forse besparingen mogelijk. Per jaar vermindert het verbruik met ongeveer 300 miljoen kWh, de CO₂-uitstoot neemt af met 150 miljoen kilo en – bij de huidige elektriciteitsprijs – dalen de energielasten met 30 miljoen euro. Deze schattingen gaan we verder uitwerken in de kosten-batenanalyse.”