Elektryczny zespół trakcyjny (EZT[1]) – pojazd szynowy, składający się zazwyczaj z dwóch członów sterowniczych (po jednym na każdym końcu pojazdu, człony skrajne) oraz członów pośrednich, opartych na wózkach klasycznych lub tzw. wózkach Jakobsa, przystosowany do przewozu pasażerów[1].
Charakteryzuje się zazwyczaj jedną wspólną przestrzenią pasażerską na długości całego pojazdu. Wykorzystywany zarówno w ruchu aglomeracyjnym (zwykle jedna przestrzeń pasażerska), jak i dalekobieżnym (wydzielone przedziały). Ma własny napęd, co umożliwia mu samodzielne poruszanie się po torach[1].
Historia
Na świecie
Pierwsze pojazdy elektryczne
Próby wykorzystania energii elektrycznej do napędu pojazdów trwały od czasu odkrycia elektryczności. W 1828 roku Węgier Ányos Jedlik zamontował skonstruowany przez siebie silnik elektryczny w modelu pojazdu i wprawił go w ruch – pojazd ten uważa się za pierwszy pojazd elektryczny[2].
W 1842 roku skonstruowano prawdopodobnie pierwszą lokomotywę elektryczną nazwaną Galvani na cześć włoskiego naukowca Luigiego Galvaniego. Pojazd osiągał prędkość 5 km/h i koszty jego eksploatacji były ponad czterdziestokrotnie wyższe niż lokomotyw parowych. W połączeniu z małym zasięgiem i kłopotliwym ładowaniem ogniw przesądziło to o porażce projektu[2].
W 1879 roku podczas Berlińskiej Wystawy Przemysłowej Werner von Siemens zaprezentował pierwszą użyteczną lokomotywę elektryczną. Była to dwuosiowa lokomotywa o mocy 2,2 kW poruszająca się po owalnym torze o promieniu 300 m i zasilania napięciem 150 V DC z trzeciej szyny[2].
W 1881 roku uruchomiono pierwszą zelektryfikowaną linię tramwajową na świecie w Berlinie w dzielnicy Lichterfelde. Pojazd o mocy 7 kW był zasilany napięciem 180 V DC z toków szynowych (jedna szyna była dodatnim biegunem zasilania, a druga ujemnym). Takie rozwiązanie utrudniało wykonanie rozjazdu oraz było niebezpieczne dla pieszych[3].
10 kwietnia 1884 we Frankfurcie nad Menem otwarto pierwszą linię zasilaną z górnej sieci zasilającej, a 29 kwietnia w Berlinie zaprezentowano prototyp pierwszego trolejbusu[3].
Pierwsze EZT
Pod koniec XIX wieku na liniach podmiejskich i w metrze stosowano składy złożone z lokomotywy i wagonów, osiągające słabe wartości przyspieszenia rozruchu i opóźnienia hamowania, szczególnie istotne na takich liniach. W związku z tym na potrzeby kolei aglomeracyjnej opracowano nowy rodzaj pojazdu elektrycznego – elektryczny zespół trakcyjny[4].
13 czerwca 1900 na linii Wannseebahn obecnie wchodzącej w skład S-Bahn w Berlinie rozpoczęto eksploatację pierwszego elektrycznego zespołu trakcyjnego. Pojazd ten był zasilany z trzeciej szyny napięciem 750 V DC, moc jednostki napędowej wynosiła 300 kW, a prędkość maksymalna 55 km/h. Pojazdy te ze względu na zasilanie z trzeciej szyny użytkowane były w dużych ośrodkach miejskich[4].
W 1914 roku oddano do eksploatacji pierwszy EZT zasilany z sieci napowietrznej stosowanej poza dużymi ośrodkami miejskimi. Pojazd ten oznaczony jako ET87 był zasilany prądem przemiennym o napięciu 15 kV i częstotliwości 16 2/3 Hz, osiągał moc 376 kW i prędkość maksymalną 70 km/h[4].
W 1939 roku pasażerski pociąg elektryczny ETR 200 osiągnął rekord prędkości 203 km/h na trasie z Pontenure do Piacenza we Włoszech (dnia 20 lipca)[5]. Przedwojenny EZT był używany do 1998 roku na trasie Rzym - Neapol[6].
W 1954 Pafawag, będący głównym producentem taboru kolejowego w Polsce, wyprodukował swój pierwszy EZT – EW53[9], 4 lata później rozpoczął produkcję EW55[10], a w 1961 EN57[11] – najdłużej produkowanego pojazdu szynowego w Polsce[8]. Przez 32 lata wyprodukowano ponad 1400 sztuk tego modelu[11]. W 1968 roku rozpoczęto produkcję EN94 dla Warszawskiej Kolei Dojazdowej, przystosowanych do niestandardowego napięcia 600 V[12]. W 1974 roku rozpoczęto produkcję aglomeracyjnychEW58[13], a dwa lata później EN71[14], czyli 4-członowej wersji EN57. W 1990 roku powstała wersja rozwojowa EW58 – EW60[15], a trzy lata później rozpoczęto budowę pierwszego dalekobieżnego EZT – ED72[16].
W 1997 roku Pafawag został kupiony przez Adtranz i już jako Adtranz-Pafawag, wyprodukował swój ostatni EZT – ED73-001. W 2001 roku Adtranz został przejęty przez Bombardiera, który nie zdecydował się produkować EZT we wrocławskim zakładzie[17].
Nowi producenci
Od 1997 roku, przez kilka lat w Polsce nie produkowano żadnych EZT[8]. W tym czasie PKP, a później samorządy kupowały głównie lekki tabor spalinowy (bez lokomotyw), gdyż w obsłudze linii niezelektryfikowanych dominowały paliwożerne lokomotywy[18]. Pozwoliło to polskim producentom oraz przewoźnikom na zebranie doświadczenia w produkcji i eksploatacji lekkiego taboru[19]. Dodatkowo modernizowano posiadane przez polskich przewoźników zespoły trakcyjne serii EN57[20].
Pierwszy przetarg na EZT dużych prędkości z 1997 roku dla PKP, wygrał Fiat Ferroviaria (późniejszy Alstom) proponując Pendolino[25], jednakże w 1999 roku po kontroli NIK-u przetarg został unieważniony[26]. Kolejny przetarg na EZT dużych prędkości już dla PKP Intercity (w 2011 roku) wygrał Alstom, również proponując Pendolino[27].
Pesa (do 2001 roku ZNTK Bydgoszcz), po głębokiej restrukturyzacji w 1998 roku, początkowo (od 2001 roku) zajęła się produkcją wagonów spalinowych. Budowy pierwszych EZT podjęto się w 2004 roku. Był to jeden skład 13WE (EN95) dla Warszawskiej Kolei Dojazdowej, przystosowany do niestandardowego dla kolei napięcia 600 V. Pomimo pierwotnych planów zakupu 10 sztuk[28], nie było kolejnego zamówienia na ten typ pojazdów.
W 2005 roku w Pesie powstał projekt wyprodukowania pierwszych EZT przystosowanych do napięcia 3000 V, w wersjach 3- i 4-członowej[29]. Pierwszy pojazd nazwano Acatus. Powstał on z myślą o zamówieniu złożonym przez Łódzki Zakład Przewozów Regionalnych[30]. Mimo że zamówienie przewidywało konstrukcję 3-członową, to Acatus był najpierw testowany z dodatkowym członem doczepnym, dzięki czemu znacząco udało się ograniczyć liczbę potrzebnych testów przy produkcji, zamówionych nieco później, 4-członowych Bydgostii na potrzeby pociągów pospiesznych Przewozów Regionalnych[31]. W obu przypadkach produkcja zakończyła się po jednym zamówieniu (w przypadku Bydgostii zamówienie zostało rozszerzone o 3 dodatkowe egzemplarze)[32][33].
Jedną z przyczyn niepowodzenia Acatusa i Bydgostii była wysoka podłoga (1000 mm nad główką szyny[34]), utrudniająca szybką wymianę pasażerów oraz coraz popularniejsze przewozy rowerów, wózków dziecięcych czy inwalidzkich[20]. W Polsce (poza aglomeracją warszawską i trójmiejską) właściwie nie występują wysokie perony oraz nie było planów ich budowy, więc wprowadzanie niskopodłogowych EZT stało się istotne dla zamawiających nowy tabor[35][36][37]. Pesa Bydgoszcz wyszła temu naprzeciw projektując Elfa, Acatusa II oraz Acatusa Plus, które są dostosowane do bezstopniowej obsługi peronów o wysokości 550/760 mm nad PGS[38][39][40]. Do końca 2015 roku Pesa otrzymała zamówienia na: 77 Elfów, 5 Acatusów II i 13 Acatusów Plus. Zamówione zostały wersje 2-, 3-, 4- i 6-członowe[33][41][42]
Równolegle w 2011 na potrzeby Warszawskiej Kolei Dojazdowej Pesa opracowała EZT przystosowany do napięcia 600 V z możliwością późniejszej modyfikacji na 3000 V – 33WE[43].
23 maja 2013 Pesa dostarczyła 100. kolejowy pojazd pasażerski zasilany elektrycznie, był nim Elf EN76-033[44].
Na przełomie 2015 i 2016 roku Pesa dostarczyła swoje pierwsze dalekobieżne EZT – 20 sztuk 8-członowych Dartów dla PKP Intercity[45][46]
Newag (do 2005 roku ZNTKNowy Sącz), bazując na doświadczeniach z modernizowania EZT serii EN57 i EN71, w 2005 roku podjął się budowy pierwszego EZT własnej produkcji – 14WE, do którego produkcji wykorzystano części ze skasowanych EN57[47]. 8 sztuk zostało zakupionych przez nowo powstałą SKM Warszawa[48], a 1 sztuka została wykorzystana jako Pociąg Papieski[49].
Pierwszym całkowicie nowym składem powstałym w Newagu był 4-członowy 19WE, którego 4 sztuki zakupiła również SKM Warszawa[50]. Podczas testów, skład został również próbnie wydłużony do 6 członów i w takiej konfiguracji otrzymał oznaczenie 20WE[51].
Na początku 2011 Newag w konsorcjum z Siemensem otrzymał zamówienie na 35 pociągów Inspiro do obsługi metra w Warszawie. 25 z tych składów przeszło ostateczny montaż w Nowym Sączu[52].
W 2011 roku rozpoczęła się produkcja trzeciego już EZT z Newagu – Impulsu. Był to 6-członowy skład, również przeznaczony dla SKM Warszawa[53]. W 2012 roku rozpoczęła się produkcja 4-członowej wersji Impulsu – 31WE, 5 takich składów zamówiły Koleje Dolnośląskie[54]. 19 lutego 2013 4-członowy Impuls pobił rekord prędkości elektrycznego zespołu trakcyjnego produkcji polskiej osiągając 211 km/h na Centralnej Magistrali Kolejowej[55]. W maju 2013 zamówiono pierwszy egzemplarz 2-członowy[56], a w lipcu 3-członowy[57]. W listopadzie 2013 podpisano pierwszy kontrakt na 5-członowe Impulsy[58]. Do maja 2016 zostało zamówione 102 Impulsy[33][58][59][60][61][62][63][64].
W sierpniu 2014 Newag otrzymał zamówienie na EZT dedykowane Warszawskiej Kolei Dojazdowej – 39WE, cechujące się przystosowaniem do pokonywania łuków o małych promieniach[65].
W późniejszym okresie Stadler przez kilka lat nie wygrał w Polsce żadnego przetargu na EZT i całą produkcję z siedleckiego zakładu skierował na eksport, produkując m.in. 5-członowe FLIRT-y o podwyższonym standardzie dla czeskiego przewoźnika Leo Express[70]. Kolejną umowę w Polsce Stadler podpisał 13 grudnia 2012 – była to umowa na dostawę 20 FLIRT-ów dla Łódzkiej Kolei Aglomeracyjnej[71]. W styczniu 2013 Stadler podpisał kolejną umowę na FLIRT-y, które zostaną wyprodukowane w Siedlcach – umowę na dostawę 6 pojazdów dla Kolei Białoruskich[72]. Następne polskie zamówienie na FLIRT-y złożyło PKP Intercity zamawiając 18 listopada 2013 dwadzieścia sztuk 8-członowych dalekobieżnych FLIRT-ów[73]. 22 kwietnia 2015 Stadler Polska podpisał największą zagraniczną umowę na dostawę FLIRT-ów – Nederlandse Spoorwegen zamówiły 58 jednostek[74].
W 2013 roku liczbę EZT na świecie szacowano na 32 000 zespołów o łącznej liczbie 130 000 członów. Najwięcej takich pojazdów znajdowało się w Japonii i państwach Europy Zachodniej, a producentem największej liczby z nich był Bombardier. Ich sprzedaż stanowiła około 85% sprzedawanych pojazdów pasażerskich i rosła w tempie około 7% rocznie[80].
Na świecie istnieje wiele, całkowicie odmiennych systemów znakowania taboru kolejowego[89]. Pojazdy uczestniczące w ruchu międzynarodowym mają dodatkowo liczbowy identyfikator nadawany wspólnie przez UIC i OSŻD[90].
W Polsce
Oznaczenia PKP
Według oznaczeń stosowanych na PKP od 1 kwietnia 1970 EZT mają wspólną pulę oznaczeń z elektrycznymi wagonami silnikowym. Pula ta obejmuje oznaczenia od Ex51 do Ex99[91]. Pierwszymi EZT bez tych oznaczeń są 14WE (produkowane były od 2005 roku)[48].
Wedle tych oznaczeń pierwsza litera E oznacza tabor elektryczny, druga litera oznacza odpowiednio[91]:
N – do ruchu lokalnego lub podmiejskiego, na liniach z niskimi i wysokimi peronami
W – do ruchu podmiejskiego, na liniach z wysokimi peronami (węzłowe)
Oznaczenia te nie przewidywały dwuczłonowego pojazdu zasilanego napięciem 3 kV DC[91]. W 2011 roku Pesa wyprodukowała pojazd o takiej charakterystyce – Elfa. Otrzymał on oznaczenia niezgodne z normą – EN96[33].
Norma ta również nie przewidywała pojazdów dłuższych niż 4-członowe[91]. W latach 2013–2014 Alstom wyprodukował 7-członowe EZT na zamówienie PKP Intercity, który otrzymały oznaczenie spoza zakresu przewidzianego w normie – ED250[33]. W 2015 roku Pesa wyprodukowała 8-członowego EZT również dla PKP IC, który otrzymał oznaczenie ED161[92].
Oznaczenia typu
Poza oznaczeniami PKP stosowane są również oznaczenia typu pojedynczego wagonu wchodzącego w skład zespołu oraz typu całego zespołu[93].
Oznaczenie typu wagonu składa się z 3 cyfr, z których pierwsza informuje o przeznaczeniu wagonu[93]:
1 – dalekobieżny
2 – lokalny
3 – podmiejski
4 – doczepny
Kolejne dwie cyfry określają kolejność opracowania projektu. Za cyframi znajduje się litera B oznaczająca wagon elektryczny zespołu trakcyjnego, a za nią nieobowiązkowy wyróżnik w postaci małej litery oznaczający odmianę konstrukcyjną typu podstawowego[93].
Oznaczenie typu całego zespołu składa się z liczby określającej kolejność opracowania projektu, liter WE oznaczających wieloczłon elektryczny[93].
Oznaczania międzynarodowe
Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Transportu z 31 maja 2006 w Polsce wdrażany jest międzynarodowy system znakowania taboru kolejowego według UIC. Wedle tego systemu oznaczenie polskich EZT rozpoczyna się od lub 93 51 (EZT o prędkości maksymalnej > 250 km/h) lub 94 51 (EZT o prędkości maksymalnej ≤ 250 km/h), a kolejne cyfry informują o przeznaczeniu, rodzaju zasilania, mocy i numerze inwentarzowym[94].
↑ abc2.1 Pierwsze próby, lata 1828 ÷ 1880. W: Jacek Skibicki: Pojazdy elektryczne – część 1. Wyd. I. Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2010, s. 15–17. ISBN 978-83-7348-298-2. (pol.).
↑ ab2.2 Początki zastosowań praktycznych, lata 1880 ÷ 1900. W: Jacek Skibicki: Pojazdy elektryczne – część 1. Wyd. I. Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2010, s. 17–24. ISBN 978-83-7348-298-2. (pol.).
↑ abc2.3 Rozwój i stabilizacja, lata 1900 ÷ 1950. W: Jacek Skibicki: Pojazdy elektryczne – część 1. Wyd. I. Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2010, s. 24–36. ISBN 978-83-7348-298-2. (pol.).
↑EW51, EW52. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 78. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑ abcdElektryczne zespoły trakcyjne. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 74–103. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑EW53. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 79. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑EW55. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 81. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑ abEN57. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 83. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑EN94. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 95. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑EW58. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 85. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑EN71. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 89. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑EW60. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 86. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑ED72. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 90. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑Ryszard Rusak. Od Pafawagu do Bombardiera. 60 lat Państwowej Fabryki Wagonów Pafawag we Wrocławiu. „Świat Kolei”. 10/2005, s. 12–17. Łódź: Emi-press. ISSN1234-5962.
↑Tomasz Tomaszewski. EN95 – nowy zespół trakcyjny dla Warszawskich Kolei Dojazdowych. „Świat Kolei”. 9/2004, s. 3. Łódź: Emi-press. ISSN1234-5962.
↑ED59. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 87. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑RS. Acatus wyrusza na szlak. „Świat Kolei”. 7/2006, s. 3. Łódź: Emi-press. ISSN1234-5962.
↑Grzegorz Kotlarz. Elektryczny zespół trakcyjny ED74-01 na pierwszych testach. „Świat Kolei”. 6/2006, s. 12–13. Łódź: Emi-press. ISSN1234-5962.
↑Paweł Terczyński. Zespoły trakcyjne ED74 „Bydgostia”. „Świat Kolei”. 12/2011, s. 12–15. Łódź: Emi-press. ISSN1234-5962.
↑ abcdefgMarek Graff. Nowoczesne elektryczne zespoły trakcyjne w Polsce. „Technika Transportu Szynowego”. 5-6/2014, s. 34–47. Emi-press. ISSN1232-3829.
↑Jacek Chiżyński: Atlas przewoźników kolejowych Polski 2011. Wyd. pierwsze. Rybnik: Eurosprinter, 2011. ISBN 978-83-931006-5-1. (pol.). Brak numerów stron w książce
↑Oznakowania międzynarodowe. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 25. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).
↑Rafał Wodzicki. Nowe oznaczenie trakcyjnego taboru kolejowego. „Transport i Komunikacja”. 6/2007, s. 36–38. Warszawa: Fundacja CATI. ISSN1732-2774.
↑ abcdOznaczenie typu pojazdu. W: Paweł Terczyński: Atlas Lokomotyw 2007. Wyd. III. Poznań: Poznański Klub Modelarzy Kolejowych, 2007, s. 18. ISBN 978-83-920757-7-6. (pol.).