КПД паровых котлов старых паровозов едва достигал 60%, сегодня же он может достигать 90%!. Соответственно, общий КПД и мощность нового паровоза будут выше. Раньше паровоз давал большой выброс в атмосферу дыма, пара, вредных продуктов сгорания. Сегодня уровень науки и техники позволяет сократить эти выбросы в сотни раз и сделать современный паровоз не намного вреднее тепловоза.
Старый паровоз имел ограниченный ходовой ресурс без дозаправки топливом и водой (в среднем до 150 км) и почти полное отсутствие механизации труда локомотивных бригад. Однако в США еще в 1984 году проводились испытания двух экспериментальных паровозов с современным оборудованием. В результате ходовой ресурс каждого из них составил по 800 км без дозаправки углем и 1800 км без дозаправки водой. На этих паровозах была полностью автоматизирована загрузка топлива, выгрузка золы и шлака, подача воды и т.д., а управление технологическими процессами на самих машинах осуществлялось с помощью микропроцессоров и другой электроники. В свое время скорость старых грузовых паровозов уже достигала 100 км в час, а пассажирских, особенно курьерских типа П36, могла достигать 150-180 км в час. Поэтому новые машины не будут в скорости уступать старым, а, наоборот, превзойдут их благодаря своей возросшей мощности. Именно такие машины и турбовозы могут сделать настоящий прорыв в железнодорожном транспорте и экономике страны.
Локомотивы будущего
Основные типы локомотивов, строительство которых может быть необходимо в будущем:
1-й тип. Большие магистральные турбовозы и паровозы в грузовом и пассажирском вариантах для федеральных, региональных и промышленных железных дорог, в т.ч. на широкой колее для внутренних и международных грузопассажирских перевозок.
2-й тип. Маневровые, среднего класса, машины для работы на железнодорожных станциях, промышленных железных дорогах и предприятиях, лесозаготовках и т.д.
3-й тип. Современные мини-паровозы - по размерам подобные первым паровозам в России, для работы на промышленных и местных железных дорогах, а в будущем – и на сельских железных дорогах.
Все эти типы новых локомотивов найдут широкое применение во многих регионах, но особенно в районах Севера. Это связано с тем, что новый паровоз и турбовоз могут быть «полиглотами» и работать на нескольких видах дешевого и «многочисленного» топлива. Так, уголь - главное топливо для этих локомотивов - имеется во многих регионах страны. В другие регионы его можно возить составами на турбовозах или новых паровозах, работающих на этом же угле. Одновременно данные машины могли бы участвовать в добыче своего топлива на угольных разрезах, что снизит его стоимость. На Донбассе,в России полно угля, - это позволяет говорить о длительной перспективе использования новых машин. Кроме того, топливом для них могут служить сырая нефть, газ, древесные отходы и мазут, использование которых даст реальное снижение стоимости перевозок, особенно в местах их добычи или переработки.
На местных, промышленных и возможных сельских железных дорогах топливом для паровозов будет торф и даже камыш, сено, солома в брикетах.
В будущем появятся и другие виды топлива для турбовозов и паровозов, причем в каждом регионе это могут быть местные виды.
Применение в качестве топлива дешевых первичных энергоносителей делает турбовозы и новые паровозы более экономичными, чем тепловозы и электровозы, которые сегодня работают на вторичных энергоносителях, т.е. электроэнергии и дизельном топливе. Последние требуют значительных затрат на их получение и транспортировку.
Вследствие этого еще в советские времена старый паровоз был в 2-3 раза экономичнее электровоза, уступая ему в мощности. Следовательно, использование новых локомотивов в целом повысит экономичность железнодорожных перевозок и одновременно снизит стоимость всего перевозимого груза и пассажирских поездок. В то же время в больших масштабах будет экономиться электроэнергия и дизельное топливо которое через год другой вновь подорожает.
Новые локомотивы вызовут техническое перевооружение и изменение состава локомотивного парка. Количество электровозов и тепловозов можно уменьшить до необходимого числа при одновременном увеличении количества новых локомотивов. При этом каждый регион России сможет выбирать те локомотивы, которые наиболее выгодны для него, в зависимости от наличия в регионе того или иного вида топлива.
Это, с одной стороны, потребует изменений в способах эксплуатации локомотивов и в системах подготовки кадров, создания ремонтных и снабженческих баз, открытия пунктов заправки топливом и водой и т.д.
Но, с другой стороны, появление новых локомотивов позволит развить сеть железных дорог страны. Возможна прокладка путей без их электрификации по всем направлениям. Появляется возможность расширить сеть региональных, промышленных, местных и сельских железных дорог.
Исторический опыт показывает, что восстановление народного хозяйства страны после двух мировых войн начиналось именно с железнодорожного транспорта. И в новом веке строительство мощных локомотивов, работающих на недорогом топливе и удешевляющих железнодорожные перевозки, даст возможность превратить железнодорожный транспорт из тормоза развития экономики в ее «живые артерии». Одновременно этот процесс будет способствовать увеличению грузопассажирского оборота и прибыли железнодорожного транспорта, что стимулирует его дальнейшее развитие.
Новые виды паровых машин – как решение проблемы энергосбережения
Решение данной экономической задачи вызовет изменения в топливно-энергетическом комплексе страны. Так, с появлением множества новых локомотивов уменьшится дефицит электроэнергии в регионах. Например, в Кузбассе железнодорожная энергосистема станет просто ненужной. При этом она может быть модернизирована для транспортировки электроэнергии в регионе.
Кроме того, использование новых локомотивов, удешевляющих перевозку угля и торфа, позволит увеличить долю электроэнергии тепловых электростанций (ТЭС) - как это происходит, например, в США.
В итоге будет экономиться электроэнергия, уменьшатся ее потери, - следовательно, снизятся затраты на топливо, а также на производство и транспортировку энергии, что приведет к снижению цен на электроэнергию в регионах. Часть электроэнергии, использующуюся на железных дорогах, можно будет перераспределить в энергодефицитные отрасли производства.
Изменения будут происходить и в нефтегазовом комплексе России. Использование сырой нефти и газа как топлива для новых локомотивов в местах добычи и переработки этих природных ресурсов снизит стоимость железнодорожных перевозок и сделает значительно рентабельнее разработку части месторождений нефти и газа. Снизятся затраты на строительство и эксплуатацию нефтегазопроводов, уменьшится экологическая опасность, связанная с транспортировкой полезных ископаемых.
В угольной промышленности массовое применение новых локомотивов - в.т.ч. на более широкой колее - значительно увеличит долю дешевого угля, добываемого открытым способом на разрезах, по сравнению с подземным способом добычи на шахтах. С увеличением доли транспортировки угля и породы железнодорожным транспортом и уменьшением доли их транспортировки автотранспортом изменится технология добычи угля. Заправка локомотивов топливом (углем) и водой может производиться на месте, что значительно сократит текущие расходы.
Так, на сегодняшний день 40-60% себестоимости угля, составляют расходы на дизельное топливо и электричество для дизель-электровозов и автотранспорта. С использованием новых локомотивов и изменением технологии добычи в относительно короткое время себестоимость тонны угля снизится почти в 2 раза, а за длительное время уменьшится в несколько раз. При переводе автотранспорта на синтетическое топливо, получаемое из того же угля, она снизится еще больше.
Удешевление перевозок будет стимулировать развитие не только теплоэнергетики, но и металлургической, химической и других отраслей промышленности.
Строительство лесных железных дорог долговременного характера и использование на них паровозов, работающих на неделовой древесине (дровах, сучьях, щепе и др.), снизит долю использования автотранспорта, упростит и удешевит транспортировку древесины, продуктов ее переработки - и, соответственно, снизит их стоимость.
Строительство железных дорог в сельской местности и использование на них новых паровозов, грузо-пассажирских «трамваев», работающих на местном топливе, обеспечит устойчивую, многолетнюю, всепогодную и дешевую транспортную связь в сельских районах России - особенно удаленных от больших городов и транспортных магистралей. Вследствие этого уменьшится доля использования автотранспорта, снизятся расходы на его приобретение, его содержание и горюче-смазочные материалы, а также - расходы на строительство и содержание сельских автомобильных дорог. Использование железнодорожного транспорта на селе приведет к сокращению стоимости грузовых и пассажирских перевозок, развитию переработки сельхозпродукции на местах. Это будет стимулировать рост сельского производства, повышать уровень жизни сельского населения и т.д.
В торфодобывающей промышленности увеличится доля переработки торфа на синтетическое моторное топливо, а строительство железных дорог и использование на них паровозов, работающих на торфе или торфе с добавками угля или древесины, снизит стоимость его транспортировки к теплоэлектростанциям и местам переработки. Следовательно, стоимость самого торфа, продуктов его переработки, электроэнергии, тепла и т.д. также уменьшится. Это даст возможность рациональнее использовать данный вид топлива и тем самым развить торфодобычу и торфопереработку.
Применение новых турбовозов и паровозов в горно-металлургической промышленности при добыче и транспортировке сырья на предприятия, а также на территории этих предприятий (комбинатов и заводов) снизит себестоимость добычи металла и изделий из него.