30 kilometrów w siedem minut. Czy kolej magnetyczna zastąpi tradycyjne pociągi?

Marcin Strzyżewski Pociągi magnetyczne, które lewitują ponad torowiskiem, już dawno nie są tylko teorią. Kilka dni temu miałem okazję pokonać pociągiem bez kół 30-kilometrowy odcinek od lotniska w Szanghaju do stacji Longyang Road w osiem minut. Czy tak wygląda przyszłość transportu? Pociągi, które lewitują ponad torowiskiem to pomysł, który ma już ponad 100 lat. W tej chwili istnieją cztery trasy kolei magnetycznej. Najdłuższa znajduje się w Szanghaju i ma 30,5 kilometra długości. Tzw. Maglev ma wiele zalet, ale wymaga stworzenia całkiem nowej infrastruktury, co byłoby szalenie kosztowne. Od marzeń do rzeczywistości Pomysł pociągu, lewitującego ponad podłożem pojawił się jeszcze na początku XX wieku. Pierwszy prototyp takiego pojazdu zbudował jednak dopiero w latach 60. brytyjski inżynier Eric Laithwaite. Jego konstrukcja rozpędzała się do 160 kilometrów na godzinę i wydawała się bardzo obiecująca. W 1973 roku rząd brytyjski wstrzymał jednak dalsze finansowanie jego badań. Warto dodać, że zanim do tego doszło, rząd dał Laithwaite'owi pięć milionów funtów i to w czasach, w których bochenek chleba kosztował 11 pensów, a górnik zarabiał niecałe 37 funtów tygodniowo. W czasach kryzysów paliwowych, rosnących cen żywności i protestów, torysi musieli szukać oszczędności i takie innowacje jak lewitująca kolej padły ofiarą cięć. Choć nad koleją magnetyczną szybko zaczęli pracować także Niemcy i Japończycy, to właśnie w Wielkiej Brytanii powstała pierwsza komercyjna linia tego typu. Birmingham Maglev przewoził pasażerów na odległość 600 metrów z miejskiego lotniska na stację kolejową. Linia funkcjonowała od 1984 do 1995 roku. Później zastąpiono ją autobusami i następnie bardziej tradycyjną koleją AirRail. W Europie powstał także niemiecki M-Bahn, ale tę 1,6-kilometrową linię zaczęto wykorzystywać nieregularnie w 1989 roku, a zamknięto już 1991, tuż po upadku Muru Berlińskiego. Jak działa magnetyczny pociąg? Warto sobie oczywiście zadać najbardziej podstawowe pytanie, jak to działa? Maglev wykorzystuje silnik liniowy, czyli silnik elektryczny, wytwarzający nie moment obrotowy, a ruch liniowy, bez wykorzystania przekładni. Dzięki tej technologii można uzyskać bardzo wysokie przyspieszenie i dlatego silniki liniowe wykorzystuje się dość powszechnie między innymi w tradycyjnych pociągach, elektromagnetycznych katapultach dla samolotów, startujących z lotniskowców, w atrakcjach w parkach rozrywki i w wielu innych urządzeniach, także tych codziennego użytku, jak dysk twardy. Drugą kwestią jest lewitacja ponad torami, dzięki której do zera zmniejsza się straty energii, wynikające z tarcia o szyny. Istnieją w tej chwili dwa podstawowe systemy, które pozwalają to osiągnąć. Pociąg w technologii EMS - wyraźnie widać, jak "obejmuje" on tor Pociąg w technologii EMS - wyraźnie widać, jak "obejmuje" on tor Foto: media.thyssenkrupp.com / http://media.thyssenkrupp.com/ W niemieckim systemie EMS część pociągu "obejmuje" tor i wchodzi pod niego. Elektromagnesy znajdują się na spodzie "torowiska" i przyciągają się z elektromagnesami w obejmie. To przyciąganie równoważy grawitację i pozwala wagonom lewitować. Japońskie rozwiązanie o nazwie EDS działa odwrotnie. Nadprzewodnikowe elektromagnesy znajdujące się pod wagonami i na górnej części trasy odpychają się, także równoważąc grawitację. Oczywiście działanie obu systemów różni się także w samym efekcie. Japońska technologia sprawia, że pociąg unosi się nad torem na około 10 centymetrów. W przypadku niemieckiego rozwiązania ta odległość jest znacznie mniejsza i wynosi około 15 mm. Inne widoczne różnice to koła, na których składy w systemie EDS jadą aż do osiągnięcia około 100 km/h. Torowisko na linii Szanghaj Transrapid, wykonanej w technologii EMS Torowisko na linii Szanghaj Transrapid, wykonanej w technologii EMS Foto: Marcin Strzyżewski / Onet Warto dodać, że Japończycy korzystają z chłodzonych elektromagnesów. To pozwala ograniczyć zużycie prądu, ale za to sam system kriogeniczny jest kosztowny. Dokąd można pojechać maglevem? W tej chwili istnieje kilka torów testowych i cztery funkcjonujące linie komercyjne: Shanghai Transrapid - tę linię otwarto w 2004 roku. Pozwala ona pokonać 30,5 kilometra z lotniska Shanghai Pudong do stacji Longyang Road w siedem minut i dwadzieścia sekund. Maksymalna prędkość na tej trasie to 431 km/h. Poza godzinami szczytu pociąg jeździ jednak „tylko” 300 km/h, przez co trasa zajmuje „aż” osiem minut”. Changsha Maglev – drugą chińską linią jest Changsha, wożąca pasażerów na ponad 18 kilometrowym odcinku z lotniska Changsha Huanghua. Linia zaczęła funkcjonować w 2016 roku, ale kursujące po niej pociągu osiągają prędkość zaledwie 100 km/h. Aichi High-Speed Transit Tobu Kyuryo Line – japoński Maglev kursuje od czasów Wystawy Światowej w 2005 roku. Jego trasa to zaledwie osiem kilometrów, którą pokonuje z szybkością maksymalną 100 kilometrów na godzinę. Incheon Airport Maglev – w 2016 roku także Korea Południowa zbudowała komercyjną linię kolei magnetycznej, która wozi pasażerów z lotniska Incheon w pobliżu Seulu do stacji Yongyu, położonej 6,1 kilometra dalej. Tym pociągiem przejedziemy się z prędkością 110 km/h. Wrażenia z podróży Shanghai Transrapid, którym miałem okazję jechać z i na lotnisko został zbudowany przez niemieckie konsorcjum Siemensa i ThyssenKruppa i kosztował według różnych źródeł 1,2-1,5 miliarda dolarów. Wielu krytykowało cały projekt. Faktycznie można odnieść wrażenie, że linia powstała na pokaz, a nie po to, żeby faktycznie ułatwić komuś życie. Mówiąc brutalnie, mało kto jeździ szanghajskim maglevem. Jadąc z lotniska, byłem jednym z dosłownie kilku pasażerów, a wracając jednym z kilkunastu. Szanghaj Transrapid nie przyciąga wielu pasażerów Szanghaj Transrapid nie przyciąga wielu pasażerów. Problemem może być wysoka jak na Chiny cena - 50 juanów za jeden przejazd. To oznacza około 27 złotych lub koszt trzydaniowej kolacji w przyzwoitej szanghajskiej restauracji. Metrem do miasta (w zależności od stacji końcowej) dojedziemy za od trzech do ośmiu juanów. Drugim problemem jest to, że, Shanghai Transrapid dojeżdża tylko do jednej konkretnej stacji dość oddalonej od centrum. Dalej musimy przesiąść się na metro, taksówkę lub autobus. Istniały projekty przedłużenia linii, ale na razie nic nie wskazuje na to, by miały one zostać zrealizowane w najbliższej przyszłości. Sama jazda koleją magnetyczną niewiele różni się od podróży choćby japońskim Shinkansenem. W obu przypadkach widok za oknem ucieka w zastraszającym tempie. Maglev wciąż jednak trochę trzęsie i wcale nie jest tak cichy, jak moglibyśmy sobie wyobrażać. Oczywiście koła nie stukają na szynach, ale szum wciąż towarzyszy nam w podróży. Warto dodać, że najbardziej ekscytującym momentem przejazdu jest nie dość powolne przyspieszanie, a krótki huk, w trakcie którego coś na ułamek sekundy zasłania okna. Dopiero po chwili uświadamiamy sobie, że to drugi skład minął nas po sąsiednim torze. W trakcie przejazdu nie mamy wiele czasu, by zachwycać się widokiem za oknem W trakcie przejazdu nie mamy wiele czasu, by zachwycać się widokiem za oknem Foto: Marcin Strzyżewski / Onet Przyszłość kolei magnetycznej Obecnie prace nad kolejnymi liniami kolei magnetycznej planowane są w wielu miejscach na świecie, a na torach testowych bite są następne rekordy. Japoński pociąg tego typu na eksperymentalnej trasie w Yamanashi osiągnął niedawno prędkość 603 kilometrów na godzinę. Amerykańska armia także testuje takie pojazdy, ale w znacznie mniejszej skali. W 2016 roku US Air Force rozpędziło lewitujące magnetycznie „sanki”, ważące niecałą tonę do prędkości ponad 1000 kilometrów na godzinę. Oni jednak użyli napędu rakietowego, który raczej nie pasuje do pociągów pasażerskich. Swoje linie kolei magnetycznej chcą stworzyć między innymi Włosi, Amerykanie, Brytyjczycy, Szwajcarzy, Hindusi i Malezyjczycy. Pytanie brzmi jednak, czy Maglev to faktycznie przyszłość transportu? Oczywiście rozwiązanie ma zarówno plusy, jak i minusy. Same „tory” są droższe niż tradycyjne. Nie wymagają one jednak tak częstych remontów, bo pociągi ich nie dotykają w trakcie jazdy. Kolej magnetyczna jest także cichsza, ale doświadczenia pokazują, że jej dźwięk jest dla ludzi mniej przyjemny, niż hałas tradycyjnych pociągów. Składy magnetyczne mają być również wydajne energetycznie, więc tanie w użytkowaniu. Według wyliczeń dr Jamesa Powella i dr Gordona Danby'ego z 2003 roku koszt przewiezienia jednego pasażera na odległość jednej mili wynosił 15 centów w samolocie i trzy centy w pociągu typu Maglev. Taka sama odległość dla tony towaru kosztowałaby siedem centów w kolei magnetycznej i 30 centów w ciężarówce. Dodajmy do tego, że sam pociąg magnetyczny ma znacznie mniej części ruchomych niż tradycyjny, więc rzadziej wymaga napraw i obsługi. Największym problemem jest jednak to, że większość krajów posiada infrastrukturę kolejową, która nie jest kompatybilna z koleją magnetyczną. Innymi słowy, rozwijać kolej duży prędkości można na istniejących torach. Maglev zaś wymaga tworzenia całkiem nowych linii, lub kosztownego przebudowania już istniejących. Wydaje się, że kolej magnetyczna będzie w przyszłości walczyć z podobnym pomysłem, czyli promowanym przez Elona Muska Hyperloopem. Pytanie, czy jedna z tych technologii w przyszłości zastąpi tradycyjną kolej szynową, wciąż jednak pozostaje otwarte.