Effektivisering av tågtrafik genom markvärme och smart styrning

En ny studie från KTH framhäver markvärme för järnvägsväxlar som en potentiell lösning för att minska förseningar och sänka energikostnaderna i Sveriges tågtrafik. Forskningen visar hur en mer intelligent styrning och användning av väderdata kan förbättra situationen för både resenärer och ekonomin.

Vintrarna medför ofta inställda och försenade tåg för pendlare i Sverige. Trots uppvärmda växlar fryser de fast eller blockeras av snö. Forskare vid KTH presenterar nu en kostnadseffektiv och hållbar metod för att hålla växlar fria från is och därmed sänka elkostnader med upp till två tredjedelar.

Enligt forskaren William Liu vid KTH kostar uppvärmningen av en enda växel i Stockholm cirka 12 000 kronor per år. Trots dessa kostnader resulterar problem med uppvärmningen i över 1000 störningar årligen, vilket påverkar hundratusentals resenärer. Kostnadsanalysen baseras på data insamlad under ett år från en växel utanför Stockholm.

Dagens temperaturstyrning på svenska järnvägar upprätthåller en temperatur på 8 till 8,6 grader. William Liu menar att detta inte är tillräckligt, då värmeförlusten påverkas av flera faktorer som vind, fuktighet och snötäcke.

– Värmeanordningarna på järnvägarna i Sverige håller en temperatur på 8 till 8,6 grader, men den nya forskningen visar att den faktiska värmeförlusten beror på andra faktorer, såsom vindhastighet, säger hon.

Vindens inverkan kan leda till oförutsägbara räls­temperaturer, vilket ökar risken för fel vid låga temperaturer. Studien avslöjar att nuvarande system saknar viktig information om vindförhållanden.

Forskarna har utvecklat en datormodell som kan förutsäga hur en växel värms upp under olika väderförhållanden. Modellen beaktar faktorer som lufttemperatur och nederbörd, vilket resulterade i att förutsägelserna stämde väl överens med insamlad fältdata.

Data visar att växlar kan värmas på under tio minuter genom att öka effekten. Detta möjliggör att värmarna inte behöver vara på full effekt hela tiden, vilket minskar energianvändningen.

Markvärme framställs som ett hållbart alternativ till el från elnätet. William Liu förklarar att det finns cirka 12 000 växlar i Sverige och att kostnaden för att värma en endast uppgår till 12 000 kronor per år. Med markvärme kan åtminstone två tredjedelar av elkostnaderna sparas, säger hon.

Forskningen betonar att timing och energikällor blir allt mer kritiska, särskilt med klimatförändringar som skapar extremväder. Mer forskning krävs för att hantera osäkerheter i den aktuella modellen.

Om resultaten implementeras kan markvärme och smartare styrsystem leda till färre vinterrelaterade störningar och lägre energikostnader. Detta kan innebära mer pålitliga avgångar för resenärerna även under svåra vinterförhållanden.

För beslutsfattare handlar det om att väga initiala kostnader mot potentiella besparingar i miljardklassen, vilket skulle stärka det svenska järnvägssystemet.