Chuo Shinkansen – pierwszy międzymiastowy maglev

Ukształtowanie terenu Wysp Japońskich od zawsze było wyzwaniem dla człowieka. Wysokie góry dominują nad całym Honsiu, pozostawiając człowiekowi stosunkowo niewiele łatwych do zagospodarowania wybrzeży. Aglomerację tokijską zamieszkuje ponad 37 mln osób, zaś region Nagoi ponad 9 mln. Są to odpowiednio pierwsze i czwarte pod względem liczby mieszkańców obszary metropolitalne kraju. W połączeniu z innymi znajdującymi się na trasie miastami oraz leżącą jeszcze dalej Osaką, generują jedne z największych potoków pasażerskich na świecie. Konieczność zapewnienia sprawnego przemieszczania milionów podróżnych pomiędzy miastami sprawia, że Koleje Japońskie od dziesięcioleci rozwijają sieć szybkich połączeń.

Nowa linii kolejowa, o ile można tak mówić o maglevie, będzie biegła od stacji Shinagawa w Tokio do stacji Nagoja z czterema stacjami pośrednimi. W przyszłości planowane jest wydłużenie linii do Osaki, której zamieszkała przez ponad 20 mln osób aglomeracja jest najważniejszym po Tokio ośrodkiem gospodarczym kraju.

Na ponad 90% długości linia zostanie poprowadzona tunelami, które będą biegły pod górami oraz obszarami zurbanizowanymi. Zakłada się, że korzystające z niej pociągi pojadą z prędkością handlową 505 km/h, co pozwoli na przejazd z Tokio do Nagoi w 40 min, a w po wydłużeniu trasy do Osaki na pokonanie całego dystansu w 67 min.

Testy i rozwiązania techniczne

Budowa Chuo Shinkansen to ukoronowanie programu rozwoju technologii lewitacji magnetycznej (magnetic levitation – maglev) rozwijanej w Japonii od początku lat 60., początkowo przez Japońskie Koleje Państwowe (JNR), a po ich przekształceniu i podziale przez Japońską Kolej Centralną (JR Central). Za początek prac należy uznać decyzję o podjęciu badań nad rozwiązaniem, które w przyszłości umożliwi przejazd pomiędzy Tokio a Osaką w ciągu godziny. W roku 1972 na krótkim torze testowym udało się przeprowadzić pierwszą udaną próbę z zastosowaniem technologii lewitacji magnetycznej – pojazd testowy udało się rozpędzić do 60 km/h.
W roku 1977 zbudowany został liczący 7 km długości tor testowy w miejscowości Hyūga w prefekturze Miyazaki, który później rozbudowywano. W roku 1989 zapadła decyzja o budowie nowego toru testowego o konstrukcji zbliżonej do tej na docelowej linii – tzn. znajdujący się w znacznej części w tunelu oraz o łukach i nachyleniach, które będą spełniały parametry przyszłej linii. W roku 1990 rozpoczęto budowę toru czy raczej linii testowej Yamanashi. W chwili uruchomienia w roku 1997 liczyła ona 18,4 km długości.

W czerwcu 2013 tor testowy rozbudowano o dodatkowe 25 km już zgodnie z najbardziej prawdopodobnym przebiegiem i parametrami przyszłej trasy. Tym samym długość toru osiągnęła 42,8 km, co pozwoliło naukowcom i kolejarzom na testowanie zachowania taboru podczas dłuższej jazdy z prędkością powyżej 500 km/h.

W czasie testów na torze Yamanashi pociągi regularnie odbywały przejazdy z prędkością przekraczającą 500 km/h, a z możliwości udziału w testach skorzystało ponad 200 tys. Japończyków.

Tabor i eksport technologii

Badania nad komercyjnym wykorzystaniem technologii lewitacji magnetycznej prowadzone przez JR Central i japoński Instytut Badawczy Technologii Kolejowej doprowadzić miały także do stworzenia produktu, który będzie można eksportować. Wypracowane rozwiązania znane jako SCMaglev (od superconducting maglev) JR Central przy wsparciu japońskiego rządu stara się promować na świecie. Jak dotąd najwięcej rozmów prowadzono ze stroną amerykańską i australijską, ale nie przyniosły one jeszcze żadnych konkretnych rezultatów.

Japończycy proponują budowę całych systemów kolei magnetycznej wraz z dostarczeniem niezbędnego do jej obsługi taboru. Jeśli chodzi o ten ostatni, to obecnie do testów i przejazdów z pasażerami wykorzystywany jest pojazd serii LO. Jego produkcją zajmuje się Nippon Sharyo (producent taboru zależny od JR Central) oraz Mitsubishi.

Pierwsze LO zostały dostarczone na tor testowy i pokazane publiczności w listopadzie 2012 r. W roku 2013 prowadzono jazdy testowe z wykorzystaniem składu złożonego z pięciu członów. Po pierwszych udanych próbach, prędkości stopniowo zwiększano aż do osiągnięcia 500 km/h w połowie roku. We wrześniu 2013 r. zdecydowano się na wydłużenie jednego składu testowego o dodatkowe dwa człony. Prowadzono również testy w trakcji zespolonej z wykorzystaniem jednego składu pięcioczłonowego i jednego siedmioczłonowego.

Rok 2015 przyniósł serię rekordów. 16 kwietnia skład siedmioczłonowy osiągnął prędkości 590 km/h i utrzymał ją przez 19 sekund. 21 kwietnia rekord ten został pobity – tego dnia pociąg rozpędził się do 603 km/h – prędkość udało się utrzymać przez 10,8 sekundy. W tym czasie pojazd przejechał 1,8 km.

Z punktu widzenia przyszłej eksploatacji na linii Chuo ważniejsze były jednak testy wytrzymałości i niezawodności pociągu. 14 kwietnia pobity został rekord najdłuższej trasy pokonanej w ciągu jednego dnia – LO pokonało wówczas 4064 km.

Chuo Shinkansen: Rozpoczęcie budowy

Podobnie jak w Polsce przy projektowaniu linii KDP, tak samo w Japonii wybór trasy dla linii maglev wzbudzał wiele emocji. JR Central preferowało możliwie najkrótszą trasę, a więc taką biegnącą raczej przez góry niż wzdłuż wybrzeża, i ograniczenie liczby stacji pośrednich na rzecz maksymalnego skrócenia czasu przejazdu pomiędzy największymi aglomeracjami. Jako dodatkowy argument za wyborem takiego wariantu JR Central podnosiło także to, że oddalenie od Tokaido Shinkansen, czyli głównej linii łączącej obecnie wspomniane miasta, będzie dodatkowym zabezpieczeniem na wypadek zniszczenie tej pierwszej, np. przez częste w regionach trzęsienia ziemi.

Ostatecznie analizy zakończyły się w roku 2009 i oznaczały przyjęcie rozwiązań preferowanych przez JR Central. Zdecydowano się na trasę, która będzie biegła przez góry. Pod koniec roku 2010 japońskie Ministerstwo Ziemi, Infrastruktury, Transportu i Turystyki zatwierdziło taki przebieg trasy, zaś cztery lata później wydało pozwolenie na rozpoczęcie prac budowlanych. Budowa ruszyła 17 grudnia 2014 r.

W grudniu 2015 r. rozpoczęto pracę nad pierwszym z tuneli o długości 25 km na obszarze prefektur Yamanashi i Shizuoka. W najgłębszym punkcie znajdzie się on 1400 m pod powierzchnią i tym samym stanie się najgłębiej położonym tunelem w Japonii.

Trwają już także prace na stacji Shinagawa, które zaplanowano na okres 10 lat. Tak długi czas inwestycji wynika z faktu, że prace prowadzone są pod istniejącymi peronami linii Tokaido Shinkansen, której funkcjonowanie nie może zostać w żaden sposób zakłócone.

Prace na odcinku Tokyo – Nagoja mają się zakończyć w roku 2027. Ukończenie przedłużenia linii do Osaki planowane jest na rok 2045.

Dwa elementy związane z prowadzeniem prac nad tą linią mogą się wydać w Polsce wyjątkowo interesujące. Na rok 2020, w związku z odbywającymi się w Japonii letnimi Igrzyskami Olimpijskimi, planowane jest uruchomienie przewozów ze stacji Kōfu po trasie biegnącej przez dotychczasowy tor testowy Yamanashi, który zostanie w całości wchłonięty przez nową linię. Tak, tor testowy budowany na wiele lat przed zatwierdzeniem planu budowy, został zaprojektowany w ten sposób, by dało się go wykorzystać jako fragment ostatecznej trasy. Niespotykany u nas przykład dalekowzroczności i dokładności planowania.

Drugą interesującą sprawą jest to, że w Nagoi budowana jest w zasadzie nie stacja, a liczący 220 m wieżowiec, pod którym umieszczona zostanie stacja. Japońskie spółki kolejowe od dziesięcioleci starają się wykorzystywać dostępne im tereny do pozyskania dodatkowych źródeł przychodu. To, że niemal każda duża japońska stacja jest także wielkim centrum handlowym i zapewnia powierzchnie biurowe, jest wynikiem świadomego działania tamtejszych kolejarzy. Przychody z tej aktywności niekiedy przewyższają te z działalności przewozowej.

Koszty i ceny biletów

W grudniu 2007 r. JR Central ogłosiło, że niezbędne do wybudowania Chuo Shinkansen środki pozyska samodzielnie, bez odwoływania się do pomocy państwa. Początkowo całkowity koszt prac szacowano na 5,1 tryliona jenów, ale w roku 2011 liczbę tą podniesiono do 9 trylionów jenów, co oznacza całkowity koszt budowy nowej infrastruktury i taboru pomiędzy Tokio a Osaką na poziomie ok. 75 mld dolarów.

Z przeprowadzonych analiz wynika, że zredukowanie czasu przejazdu pomiędzy Tokio a Oską przyniesie gospodarce obu regionów w ciągu pierwszych 50 lat funkcjonowania linii pomiędzy 5 a 17 trylionów jenów oszczędności.

Tak ogromne koszty wynikają przede wszystkim z ukształtowania ternu i konieczności budowy długich i położonych głęboko pod masywami górskim tuneli. Sam odcinek pomiędzy Tokio a Nagoją będzie w 86% przebiegał pod ziemią.

Co ciekawe, pomimo wysokich kosztów inwestycji opłaty za przejazd mają nie odbiegać znacząco od tych, które obecnie są ponoszone przez pasażerów korzystających z najszybszych pociągów. Zakłada się, że cena za przejazd będzie zbliżona do 700 jenów za bilet z Tokio do Nagoi i ok. 1000 jenów za bilet z Tokio do Osaki.