جاده

جاده

مطالعه امکان‌سنجی برقی‌سازی خط ریلی «تهران – مشهد» بر اساس روش‌های تحلیل مالی و اقتصادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند، تهران، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند، تهران، ایران
چکیده
شبکه سراسری راه‌آهن ایران شامل قطارهای باری و مسافری به جز دو قطعه «جلفا – تبریز» و «تبریز - آذرشهر» به مسافتی در حدود 204 کیلومتر، با استفاده از لوکوموتیوهای دیزلی کار می‌کند. پیاده‌سازی یک سیستم راه‌آهن برقی دارای مزایای فنی و زیست‌محیطی متعددی است که می‌تواند اقتصاد و محیط‌زیست کشور را متأثر نموده و آثار اجتماعی فراوانی داشته باشد. در پژوهش حاضر به مطالعه امکان‌سنجی برقی‌سازی خط ریلی «تهران – مشهد» بر اساس روش هزینه - فایده پرداخته می‌شود؛ بنابراین محققان به ارائه چارچوبی برای ارزیابی منافع مستقیم و غیرمستقیم این طرح و هزینه‌های مترتب بر آن می‌پردازند. نتایج ارزیابی‌های «هزینه – فایده» در این پژوهش نشان داد که دارای نرخ بازده داخلی تعدیل شده 12 % است که با لحاظ تمامی منابع اختصاص‌یافته دارای مطلوبیت اقتصادی مناسبی است و با نتایج مطالعات مرتبط با برقی‌سازی در سایر تحقیقات مطابقت دارد. یافته‌های تحقیق نشان می‌دهد که پیاده‌سازی و بهره‌برداری از یک خط ریلی جدید می‌تواند تا 17 درصد هزینه کل حمل‌ونقل را کاهش دهد. همچنین کاهش بیست‌درصدی از کل انتشار CO2 برای مناطق کاشت و برداشت غلات از دیگر دستاوردهای اقتصادی و زیست‌محیطی مطالعه است که برای تأمین مالی و بهره‌گیری از پتانسیل‌های بخش خصوصی و عمومی، جذاب و انگیزه‌بخش به نظر می‌رسد.
کلیدواژه‌ها

-شکراللهی، محمدرضا (1402). بررسی، تحلیل و نقد سامانه‌های پیشگیری از تصادفات رانندگی، سومین کنفرانس ملی مطالعات و یافته‌های نوین در مهندسی مکانیک و برق، اهواز.
-کاظمی، محمدحسین پور و رضایی، جواد (1385). ارزیابی کارایی نواحی سیزده­گانه راه‌آهن جمهوری اسلامی ایران به روش تحلیل پوششی داده­ها، نشریه تحقیقات اقتصادی، دوره 38، شماره 3 (ویژه­نامه - پاییز و زمستان)، زمستان،  (D.E.A).
-نوری، مصطفی (1401). فرازوفرود تعیین مسیر راه‌آهن سراسری در ایران.  گنجینه اسناد، سال 32، دفتر دوم، تابستان 1401 پیاپی 12.
 
-A. Jaafar, C. R. Akli, B. Sareni, X. Roboam and A. Jeunesse,  (2012). Sizing and energy management of a hybrid locomotive based on flywheel and accumulators. IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 58, No. 8, 3947-3958.
-A. S. Abdelrahman, J. Sayeed and M. Z. Youssef (2020). Hyperloop transportation system: analysis design control and implementation. IEEE Transactions On Industrial Electronics, Vol. 65, No. 9, 7427-7436.
-A. S. Abdelrahman, Y. Attia, K. Woronowicz and M. Z. Youssef,  (2019). Hybrid fuel cell/battery rail car: A feasibility study. IEEE Transactions on Transportation Electrification, Vol. 2, No. 4, 493-503.
-Aguado, J. A., Racero, A. J. S., & de la Torre, S. (2019). Optimal operation of electric railways with renewable energy and electric storage systems. IEEE Transactions on Smart Grid, 9(2), 993-1001.
-C. N. Pyrgidis, (2019). Railway Transportation Systems: Design Construction and Operation, CRC Press.
-E. P. De La Fuente, S. K. Mazumder and I. G. Franco, (2017). Railway Electrical Smart Grids: An introduction to next-generation railway power systems and their operation. IEEE Electrification Magazine, Vol. 2, No. 3, 49-55.
-G. Abad, (2019). Power electronics and electric drives for traction applications, John Wiley Sons.
-H. Hayashiya, Y. Iino, H. Takahashi et al., (2020). Review of regenerative energy utilization in traction power supply system in Japan: Applications of energy storage systems in dc traction power supply system. IECON 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 3918-3923.
-H. Kayashiya, (2023). Recent Trend of Regenerative Energy Utilization in Traction Power Supply System in Japan. Urban Rail Transit, Vol. 3, 183-191.
-I. Krastev, P. Tricoli, S. Hillmansen and M. Chen, (2019). Future of electric railways: advanced electrification systems with static converters for ac railways. IEEE Electrification Magazine, Vol. 4, No. 3, 6-14.
-I. Sengӧr, H. C. Kiliçkiran, H. Akdemir, B. Kekezoǧlu, O. Erdinc and J. P. Catalao, (2020). Energy management of a smart railway station considering regenerative braking and stochastic behaviour of ESS and PV generation. 
IEEE Transactions on Sustainable Energy, Vol. 9, No. 3, 1041-1050.
-J. Feng, W. Chu, Z. Zhang and Z. Zhu,  (2020). Power electronic transformerbased railway traction systems: Challenges and opportunities. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 5, No. 3, 1237-1253.
-J. H. Kim, B.-S. Lee, J.-H. Lee, S. H. Lee, C. B. Park, S. M. Jung, et al., (2018). Development of 1-MW inductive power transfer system for a high-speed train. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 62, No. 10, 6242-6250.
-J. Hernandez and F. Sutil, (2022). Electric vehicle charging stations feeded by renewable: PV and train regenerative braking", IEEE Latin America Transactions, Vol. 14, No. 7, 3262-3269.
-J. Kluehspies, (2020). Maglev trends in public transport: The perspectives of Maglev transportation systems. 2020 11th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications (LDIA), 1-4.
-J. Taufiq, (2010). Power electronics technologies for railway vehicles. 2010 Power Conversion Conference-Nagoya, 1388-1393.
-K. Aoki, K. Kikuchi, M. Seya and T. Kato, (2018). Power Interchange System for Reuse of Regenerative Electric Power. Hitachi Review, Vol. 67, No. 7, 834-835.
-K. Kwon, J. Yeom and K. A. Kim, (2020). Photovoltaic panel orientation study for tube-enclosed transportation systems. 2020 IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia (IFEEC 2020-ECCE Asia), 1149-1154.
-L. Pastena, (2017). A Catenary-Free Electrification for Urban Transport: An Overview of the Tramwave System. 
IEEE Electrification Magazine, Vol. 2, No. 3, 16-21.
-M. Brenna, F. Foiadelli and D. Zaninelli, (2021). Electrical Railway Transportation Systems, Vol. 67.
-M. L. Pastor, L. G. T. Rodriguez and C. V. Velez, (2016). Flywheels Store to Save: Improving railway efficiency with energy storage. IEEE Electrification Magazine, Vol. 1, No. 2, 13-20.
-P. Arboleya, P. Bidaguren and U. Armendariz, (2019). Energy is on board: Energy storage and other alternatives in modern light railways. IEEE Electrification Magazine, Vol. 4, No. 3, 30-41.
-P. Fragiacomo and F. Piraino,  (2022). Fuel cell hybrid powertrains for use in Southern Italian railways. International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 44, No. 51, 27930-27946.
-Q. Xu, F. Ma, Z. He, Y. Chen, J. M. Guerrero, A. Luo, et al., (2020). Analysis and comparison of modular railway power conditioner for high-speed railway traction system. IEEE Trans. Power Electron., Vol. 32, nNo. 8, 6031-6048.
-R. He, B. Ai, G. Wang, K. Guan, Z. Zhong, A. F. Molisch, et al., (2019). High-speed railway communications: From GSM-R to
LTE-R. IEEE Vehicular Technology Magazine, Vol. 11, No. 3, 49-58.
-Ronanki, D., Singh, S. A., & Williamson, S. S. (2020). Comprehensive topological overview of rolling stock architectures and recent trends in electric railway traction systems. IEEE Transactions on transportation Electrification, 3(3), 724-738.
-S. Frey, (2015). Railway electrification, White word publications.
 -T. Ratniyomchai, S. Hillmansen and P. Tricoli, (2016). Recent developments and applications of energy storage devices in electrified railways. IET Electrical Systems in Transportation, Vol. 4, No. 1, 9-20.
-V. Herrera, A. Milo, H. Gaztañaga, I. Etxeberria-Otadui, I. Villarreal and H. Camblong, (2019). Adaptive energy management strategy and optimal sizing applied on a battery-supercapacitor based tramway. Applied Energy, Vol. 169, 831-845.
-W. Zhang, J. Li, L. Xu, M. Ouyang, Y. Liu, Q. Han, et al., (2019). Comparison study on life-cycle costs of different trams powered by fuel cell systems and others. International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 41, No. 38, 16577-16591.