Duże prędkości na świecie. Coraz szybciej, więcej i taniej

Infrastruktura z myślą o przyszłości

Linie dużych prędkości wg definicji UIC i TSI są to linie o prędkości maksymalnej co najmniej 250 km/h. Obecnie standardem jest jednak już budowa linii na wyższe prędkości: 300 – 350 km/h a nawet 400 km/h mimo, że nie ma jeszcze na rynku pociągów dla tych prędkości. Linie kolejowe buduje się jednak na wiele lat, na 100 a nawet więcej i wybór parametrów technicznych linii powinien dokonywany z myślą o przeszłości. Obecnie nie ma problemów technicznych związanych z budową infrastruktury na prędkości ponad 300 km/h ale w zakresie taboru kolejowego to efektywne i ekonomiczne konstrukcje dla prędkości rzędu 320 – 350 km/h pojawiły się dopiero w ostatnich latach. W najbliższych latach pojawią się kolejne konstrukcje (część z nich jest dopiero poddawana wstępnemu testowaniu), które zrewolucjonizują rynek.

Wybór prędkości maksymalnej dla linii uzależniony jest z reguły od warunków topograficznych oraz jej długości. W tych samych warunkach topograficznych różnica kosztów budowy pomiędzy linią na 250 km/h czy na 350 km/h jest znikoma a nawet wg niektórych ekspertów po prostu jej nie ma. Dla tych zakresów prędkości (a nawet już powyżej 200 km/h) stosowane są te same technologie i te same materiały. Potwierdzają to wyniki analiz inwestycji prowadzone przez Europejski Trybunał Obrachunkowy.

Zasadniczym kosztem budowy linii dużej prędkości, podobnie jak przy budowie dróg, są prace inżynieryjne budowlane, które stanowią około 50% całkowitych kosztów budowy. Torowiska, systemy zasilania trakcyjnego czy systemy sterowania ruchem mają kilkakrotnie niższe udziały.

System kolei dużych prędkości, a więc to z czego korzysta pasażer, nie jest tożsamy z pojęciem linii dużej prędkości. Podkreślenia wymaga, że system kolei dużych prędkości jest otwarty i opiera się na nowych liniach o parametrach 250 - 350 km/h oraz zmodernizowanych liniach konwencjonalnych, na które wjeżdżają pociągi dużych prędkości. W wyniku dobrej integracji sieć połączeń pociągami dużych prędkości jest nawet kilkakrotnie bardziej rozległa niż sieć linii dużych prędkości.

W Polsce w wyniku studiów i analiz został wybrany do realizacji właśnie taki model dający możliwość korzystania z integracji systemów kolei dużych prędkości i kolei konwencjonalnych. Linia Y w założeniach ma być elementem co najmniej dwóch korytarzy transportowych: Szczecin – Poznań – Łódź – Warszawa – Lublin/Rzeszów i Jelenia Góra – Wrocław – Łódź – Warszawa – Białystok. Dzięki temu czasy przejazdu między miastami wschodniej i zachodniej Polski mają ulec skróceniu do 3 – 4 godzin. Te same założenia dotyczą linii CMK. Istnieje także możliwość wykorzystania linii dużych prędkości do organizacji przewozów regionalnych w obszarze oddziaływania aglomeracji.

Tabor

Konstrukcje taboru dla dużych prędkości w ostatnich przeszły znaczną ewolucję. W definicji kwalifikującej pojazd kolejowy, jako pociąg dużych prędkości przyjętym kryterium jest osiąganie prędkości maksymalnej, co najmniej 250 km/h.

Bardzo rzadko wykorzystywany zakres 200 – 250 km/h jest z reguły obsługiwany taborem o prędkości co najmniej 250 km/h. Technologie produkcji taboru i wymagania techniczne dla taboru z tego zakresu są zbliżone do taboru o prędkościach powyżej 250 km/h. Zakres od 250 do 350 km/h objęty jest tymi samymi wymaganiami z zastosowaniem tych samych technologii. W taborze najnowszej generacji oferuje się produkt w postaci platformy systemowej dla całego tego zakresu prędkości. Dla wyższych prędkości pociągi mają tylko więcej jednostek napędowych. Z tego powodu różnica w cenach na pojazdy w całym zakresie tych prędkości jest niewielka – rzędu kilku procent.

Ceny taboru nowej generacji gwałtownie spadły. Najnowszy kontrakt dla kolei SNCF na zakup 100 pociągów piętrowych opiewa na 25 mln euro za każdy zespół o długości 200 m wobec poprzednich cen rzędu 30 – 32 mln euro. Biorąc pod uwagę niskie marże w produkcji taboru (nieco powyżej 5%) i wysokie koszty wdrożenia (powyżej kilku mld euro) oznacza to rosnącą konkurencję na rynku taboru przy wyzwaniach technologicznych na miarę budowy samolotu pasażerskiego. A rynek pociągów dużej prędkości jest marginalny pod względem ilości taboru w porównaniu z taborem dla kolei aglomeracyjnych czy regionalnych (rys. 2).

Upada też mit o wielkiej energochłonności pociągów dużej prędkości. Dla zespołu ICE 3 opracowanego w końcu ub. wieku zużycie energii przy wzroście prędkości od 250 do 350 km/h wzrastało o 40%, w nowych konstrukcjach zużycie energii przy najwyższych prędkościach spadło o kilkadziesiąt procent. W tej dziennie nastąpiła znacząca ewolucja – każdy kolejnej generacji pociąg Shinkansen miał wyższą prędkość maksymalną i coraz niższe jednostkowe zużycie energii na jednego pasażerokilometra. Warto dodać, że udział kosztów energii w kosztach przewoźnika kolei dużych prędkości wynosi tylko kilka procent (5 – 7%).

Ekspansja kolei dużych prędkości

Pierwsza linia dużych prędkości została oddana do eksploatacji w 1964 r. w Japonii i połączyła dwie największe aglomeracje w tym kraju: Tokio i Osakę. Linia ta była wyodrębniona z sieci kolejowej Japonii ze względu na rozstaw szyn 1435 mm. Projekt ten okazał się sukcesem i przyczynił się do szybkiego rozwoju przewozów kolejowych w Japonii. W Europie pierwsza linia dużych prędkości została wybudowana we Francji z Paryża do Lyonu. Od momentu jej oddania do eksploatacji w 1981 r. cieszyła się dużą popularnością. Pierwsza linia dużych prędkości w Chinach została oddana do eksploatacji w 2008 r., obecnie chińska sieć kolei dużych prędkości jest największą na świecie.

W 2016 r. przewozy pasażerów kolejami dużych prędkości stanowiły około 28% pasażerskiego rynku przewozowego w Unii Europejskiej, przy czym we Francji 58%, Hiszpanii 56%, we Włoszech 25% i Niemczech 28%. Budowa i rozbudowa istniejących systemów kolei dużych prędkości pozwoliła na utrzymanie wysokiego udziału rynkowego kolei w przewozach pasażerskich.

Pasażerowie kolei dużych prędkości to głównie nowy wygenerowany ruch spowodowany nową jakościowo ofertą o krótkich czasach podróży nieosiągalnych w transporcie drogowym. Systemy kolei dużych prędkości znacznie poprawiają wyniki ekonomiczne przewoźników kolejowych mimo, że ich działalność operacyjna, w przeciwieństwie do konwencjonalnych przewozów dalekobieżnych nie jest subsydiowana. Niższe są koszty operacyjne przewoźników w odniesieniu do pasażerokilometra niż w kolejach konwencjonalnych ze względu na wysoką efektywność ekonomiczną spowodowaną bardziej efektywnym wykorzystaniem taboru i personelu związanych z wyższymi prędkościami jazdy.

Ceny za przejazd w systemach kolei dużej prędkości są tylko nieznacznie wyższe niż dla kolei konwencjonalnych i są akceptowalne dla podróżnych zyskujących na oszczędności czasu podróży [1]. Dla mniej zamożnych pasażerów buduje się obecnie w wybranych relacje usługę na wzór nisko kosztowych linii lotniczych, których najbardziej rozbudowy jest francuski Ouigo.

Korzyści dla gospodarki

Na całym świecie budowa nowych linii jest traktowana jako element restrukturyzacji sieci kolejowej, która w znacznym stopniu pochodzi jeszcze z XIX wieku i nie spełnia potrzeb społeczno-gospodarczych w wyniku zmian struktury osadniczej oraz z powodu zapotrzebowania na nową jakościowo ofertę w przewozach pasażerskich, która umożliwi poprawę dostępności regionów. Uwzględnia się też rolę usługi przewozowej o wysokiej jakości, przede wszystkim o krótkim czasie podróży dla budowy kapitału społecznego, który jest uważany za główny element rozwoju regionów i państw.

Zasadniczo we wszystkich projektach budowy nowych linii czynnikiem, decyzyjnym jest możliwość uzyskania korzyści społeczno-gospodarczych. Projekty te stają się w wyniku tego elementem strategii rozwojowej państw.
Budowa linii dużych prędkości, zwłaszcza w krajach Europy przyczyniła się także do rozwoju przewozów regionalnych. Miała ona także wpływ na poprawę efektywności przewozów towarowych w wyniku zwolnienia przepustowości na liniach konwencjonalnych.

Należy zwrócić uwagę, że programy budowy linii dużych prędkości nie tylko w Europie ale i na innych kontynentach są elementem rządowych i regionalnych strategii rozwoju społeczno-gospodarczego.
Budowy linii dużych prędkości podejmują się nie tylko kraje wysoko rozwinięte ale także mniej bogate stawiając na kolej jako element rozwoju kraju i przemysłu. Niemcy i Francja rozpoczynając swoje programy kolei dużych prędkości miały PKB w przeliczeniu na mieszkańca (zwaloryzowany w czasie) o połowę wyższy niż obecnie Polska. Japonia i Chiny miały porównywalne PKB, niższe od Polski o około 50% a Turcja o 30% [4]. Niższymi PKB od Polski cechują się znaczna część krajów planujących budowy linii prędkości.

Regulacje rynku kolei dużych prędkości i zasady finansowania

Większość linii dużych prędkości na świecie została wybudowana ze środków publicznych. Tylko nieliczne linie zostały wybudowane w ramach Partnerstwa Publiczno-Prywatnego (Francja, Wlk. Brytania, Tajwan). Dostęp do infrastruktury linii dużych prędkości w Europie otwarty jest dla wszystkich podmiotów, które uzyskają odpowiednią licencję. W praktyce istnieje jednak tylko jeden przypadek wejścia na rynek prywatnego podmiotu, jest to operator NTV we Włoszech. Ponadto międzynarodowe spółki kolei państwowych eksploatują pociągi na liniach dużych prędkości we Francji, Wlk. Brytanii, Niemczech, Belgii i Holandii pod markami THALYS i EUROSTAR.
Przewozy kolejami dużych prędkości w przeciwieństwie do kolejowych przewozów kategorii intercity nie są subwencjonowane – ich efektywność ekonomiczna jest odpowiednio wysoka. Charakterystyczna cechą pasażerskiego rynku kolejowego w Europie jest faktyczne dotowanie ich ze środków publicznych. W państwach, które nie posiadają sieci kolei dużych prędkości stopień dotowania przewozów jest bardzo wysoki i waha się od 90 do 100%. W państwach gdzie istnieją systemy kolei dużych prędkości udział dotowanych przewozów jest znacznie niższy i wynosi 58% w Niemczech, 38% we Francji, 56% we Włoszech, 43% w Hiszpanii.

Pociągi dużej prędkości, poza nielicznymi przypadkami kontraktów publicznych w Hiszpanii w relacjach „socjalnych” nie tylko nie wymagają dofinansowania publicznego, ale także np. we Francji wspomagają pozostałe inne przewozy nawet towarowe.

Wysoka efektywność przewozów kolejami dużych prędkości wynika przede wszystkim z bardzo atrakcyjnych, krótkich czasu przejazdu między największymi aglomeracjami. Przy planowaniu systemów kolei dużych prędkości dąży się do połączeń regionów przy czasach przejazdu nieprzekraczających 3 godzin. Umożliwia to odbycie podróży tam i z powrotem w ciągu jednego dnia nawet przy odległościach rzędu 700 - 800 km. Kolej w takich przypadkach jest konkurencyjna nawet w stosunku do transportu lotniczego. Praktyka wykazała, że najbardziej atrakcyjne przewozy są przy czasie przejazdu nie większym niż 1,5 godziny. Między regionami tworzą się wtedy bardzo silne powiązania gospodarcze i międzyaglomeracyjny rynek pracy. Udziały rynkowe dochodzą w takich przypadkach do 90%.