Экономическая эффективность видов тяги

Основными видами тяги на ж/д транспорте являются: электрическая и тепловозная. У современных электровозов КПД составляет 0,85-0,9, а у тепловозов 0,28-0,32. Замена тепловозной тяги на электрическую на однопутных линиях при профиле средней трудности повышает пропускную способность на 10-20 %, а с горным рельефом прирост пропускной способность составляет 30-35 %. Рост пропускной способности электрической тяги по сравнению с тепловозной увеличивается с ростом массы поезда, что объясняется особенностью тяговых характеристик электровозов, мощность которых при небольших скоростях, в условиях трудного профиля, значительно повышается; у тепловозов она постоянная в большом диапазоне скоростей за счет увеличения ходовой, технической, участковой скорости (средние ходовые и технические скорости на 10-15 % выше). Кроме того, электровозы могут работать по системе многих единиц, что позволяет увеличить массу поезда в несколько раз.

Производительность труда работников локомотивного хозяйства при электрической тяге значительно выше, а расходы ниже, что обуславливается более высокой производительностью электровозов, значительным сокращением численности работников, занятых на ремонте и техническом обслуживании электровозов.

В сопоставимых условиях при одинаковом объеме перевозочной работы (т-км брутто) стоимость ремонта электровозов вдвое, а технического обслуживания втрое ниже, чем тепловозов. Однако при электрической тяге возникает потребность в дополнительном штате работников и дополнительных ЭР, которых нет при тепловозной тяге: расходы на содержание, ремонт, амортизацию контактной сети, тяговых подстанций, дистанций электроснабжения, которые составляют приблизительно 5 % в себестоимости перевозок при электрической тяге.

В целом внедрение электрической тяги вместо тепловозной сокращает численность эксплуатационного персонала на 20-30 %. Затраты на топливо, в стоимостном выражении, при тепловозной тяге в сопоставимых условиях примерно в 1,5 раза больше затрат энергии при электрической тяге. В сопоставимых условиях (при одинаковой грузонапряженности) себестоимость перевозок при электрической тяге на 10-15 % ниже себестоимости перевозок при тепловозной тяге. Применение электрической тяги позволяет осуществлять рекуперацию электроэнергии. Экономия электроэнергии при этом достигается: при тяжелом профиле 20-30 %; при профиле средней трудности 10-15 %. Особенно эффективно применение электрической тяги в пригородном пассажирском сообщении. Участковая скорость движения пригородных электропоездов на 15-20% выше, чем пригородных дизель-поездов. При маневровой работе существенное преимущество имеет тепловозная тяга.

Однако электрическая тяга имеет недостатки.

В сметную стоимость электрификации включается большое количество работ, которые технологически не связаны с внедрением электротяги, но которые необходимы для повышения эффективности ее применения или для улучшения качества обслуживания пассажиров (удлинение путей на станциях и раздельных пунктах, усиление верхнего строения пути, устройство автоблокировки и ДЦ, сооружение тоннелей, пешеходных мостов, пассажирских платформ и др.). Такого рода работы при тепловозной тяге выполняются обычно по планам капвложений других хозяйств и финансируются по отдельным сметам. Доля сопутствующих капзатрат, не вызываемых специфическими особенностями электротяги, составляет примерно 20-25 % общей сметной стоимости и повышается до 35-40 %, если в сметную стоимость включаются работы по удлинению приемоотправочных путей, внедрению автоблокировки и ДЦ. Суммарные капвложения в постоянные устройства и ПС при электротяге в несколько раз выше, чем при тепловозной, а сроки окупаемости суммарных капвложений по сравнению с тепловозной тягой составляют примерно 5-6 лет.

При определении капвложений в электротягу вначале рассчитывают пропускную способность участка:

N_пп=Г_гр f_бр /(365Q_бр),

где N_пп – число пар поездов,

Г_гр - густота грузопотока,

f _бр - коэффициент, характеризующий отношение массы поезда брутто к массе поезда нетто,

Q_бр- норма массы поезда брутто.

Потребный парк локомотивов определяется по формуле:

М_л=N_пп (Т_об/24)К_н К_рр,

где Т_об - расчетный норматив времени полного оборота локомотива на участке,

К_н - коэффициент неравномерности грузовых перевозок на участке,

К_рр - коэффициент доли локомотивов в резерве.

Потребный парк грузовых вагонов определяется по формуле:

П_в=(Г_уч L_обр К_нК_рр)/(365*24Vр_дин),

где Г_уч - густота грузопотока в обоих направлениях,

L_обр - протяженность участка обращения локомотивов,

V - участковая или маршрутная скорость движения поездов,

р_дин - динамическая нагрузка вагона рабочего парка.

Суммарные капвложения в локомотивный и вагонные парки определяют произведением цены одного локомотива или вагона на их число. Капвложения в постоянные устройства определяются как произведение укрупненных нормативов удельных капзатрат на 1 км (по видам тяги) на общую протяженность участка обращения локомотивов.

Стоимость грузовой массы, единовременно находящейся на участке обращения локомотивов определяют по формуле:

М_гр=Ц_гр Г_уч L_уч/(365*24V),

где Ц_гр - средняя цена одной тонны груза.

Общую сумму ЭР при сравниваемых видах тяги определяют методом непосредственного расчета или расходных ставок.

Э= Э_вч+Э_лч+Э_лкм+Э_брч+Э_эк+Э_пс+Э_кс+Э_дэ,

где Э_вч, Э_лч - годовые ЭР на амортизацию вагонов и локомотивов, связанные с затратами ваг.-ч и лок.-ч на участке при каждом виде тяги,

Э_лкм, Э_брч - годовые ЭР на текущее содержание локомотивов и оплату труда локомотивных бригад,

Э_эк - годовые ЭР на электроэнергию и топливо,

Э_пс, Э_кс, Э_дэ - годовые ЭР, связанные с амортизацией и содержанием тяговых подстанций, контактной сети, оборудования дистанций электроснабжения.

ЭР по техническому обслуживанию вагонов (ваг.-км) одинаковы для сравниваемых видов тяги.

Выбор экономически эффективного вида тяги производится по минимуму приведенных затрат или по расчетному сроку окупаемости дополнительных капвложений и сопоставлением его с предельным нормативным сроком окупаемости равным 7 годам.