Innovasjon fra Narvik kan redusere energiforbruket i jernbanens mest kritiske infrastruktur med opptil 90 prosent

Det begynte med en håndskisse på Ofotbanen i 2020. I dag står den samme ideen bak en patentert teknologi utviklet i samarbeid med Bane NOR, støttet av Enova og presentert for Europas ledende jernbanemiljøer under Europe's Rail Demo Day i Oslo.

Bak utviklingen og oppfinnelsen står Kjetil Danielsen Kupa AS og Tommy Simonsen Bane Nor SF, som gjennom flere år har arbeidet med å løse en av jernbanens mest krevende tekniske utfordringer: hvordan sikre stabil drift av sporvekslere under ekstreme klimatiske forhold uten et energiforbruk som belaster både økonomi og kraftsystem.

Et velkjent problem i hele jernbanesektoren

Sporveksleren er blant de mest kritiske komponentene i jernbaneinfrastrukturen. Selv mindre driftsforstyrrelser kan få konsekvenser for kapasitet, regularitet og sikkerhet.

I nordlige klima er utfordringen særlig knyttet til isdannelse, slaps og innfrysing av bevegelige komponenter. Tradisjonelt løses dette ved hjelp av elektriske varmekabler montert ved skinnefoten. Teknologien er velprøvd, men har begrensninger knyttet til energieffektivitet, varmefordeling og effektbehov.

Samtidig opplever jernbanen stadig større utfordringer knyttet til temperaturvariasjoner gjennom året. Om vinteren må infrastrukturen holdes fri for is og snø. Om sommeren kan høye skinnetemperaturer føre til deformasjoner og redusert driftsstabilitet.

– Vi stilte et enkelt spørsmål: Hvorfor tilfører vi varmen der varmeoverføringen er dårligst når vi egentlig ønsker å påvirke selve stålkonstruksjonen? Det ble startpunktet for hele utviklingsløpet, sier Simonsen.

Direkte varmeoverføring til skinnens konstruktive kjerne

Resultatet ble et patentert profilsystem basert på vannbåren energi.

I stedet for å tilføre varme via tradisjonelle varmekabler, monteres en spesialutviklet profil direkte mot skinnelivet, den konstruktive kjernen i skinneprofilet. Dette gir en langt mer effektiv varmeoverføring gjennom direkte konduksjon inn i stålet.

Systemet er utviklet for RHS54 og RHS60 sporvekselprofiler og kombinerer termiske profiler, isolasjon, spesialutviklede innfestinger og digital styring i én integrert løsning. Ved å tilføre energi direkte der den har størst effekt reduseres varmetapet til omgivelsene betydelig sammenlignet med konvensjonelle løsninger.

– Vi oppdaget tidlig at potensialet var større enn vi hadde forventet. Målingene viste en varmeoverføring og energieffektivitet som utfordret etablerte sannheter innen sporvekseloppvarming, sier Danielsen.

Resultater som overrasket prosjektgruppen

Gjennom utviklingsløpet er løsningen testet og videreutviklet i samarbeid med Bane NOR og fagmiljøene i Narvik. Målingene indikerer energibesparelser på mellom 80 og 90 prosent sammenlignet med dagens teknologi. For jernbanesektoren representerer dette mer enn reduserte energikostnader. Lavere effektbehov gir mindre belastning på strømnettet, reduserer behovet for nettkapasitet og åpner for nye energikilder.

– Vi ble like overrasket som alle andre da vi begynte å analysere resultatene. Når man ser energireduksjoner i denne størrelsesorden, forstår man at man har utviklet noe som kan få betydning langt utover det opprinnelige prosjektet, sier Kjetil og Tommy.

Foto: Banen NOR

Neste fase: geotermisk energi og intelligent energistyring

Pilotprosjektet pågår frem til utgangen av 2026. Neste utviklingsfase handler ikke bare om å redusere energiforbruket ytterligere, men også om hvordan energien produseres og disponeres. I løpet av kommende vinter skal systemet testes i kombinasjon med bergvarme og avansert energistyring. Målet er å etablere termiske energilagre som kan lades når energiprisene og belastningen på strømnettet er lave, og frigjøre energi når behovet oppstår.

Dette vil redusere effekttopper, optimalisere energibruken og styrke forsyningssikkerheten.

– Dersom vi lykkes med å kombinere teknologien med geotermiske energikilder og prediktiv styring, kan vi flytte sporvekseloppvarming fra å være en betydelig energipost til å bli en svært energieffektiv del av jernbanedriften, sier Danielsen.

Fra håndskisse til europeisk interesse

Forprosjektet ble finansiert av Bane NOR og Enova med én million kroner og ble avsluttet i 2023. Pilotprosjektet har en samlet ramme på 8,65 millioner kroner og skal ferdigstilles i desember 2026. Prosjektet ble for første gang offentlig presentert under Europe's Rail Demo Day i Oslo. Responsen fra internasjonale jernbaneaktører bekrefter at utfordringene som løses i Narvik også er høyst relevante i resten av Europa.

Samtidig arbeides det med videre finansiering gjennom Europe's Rail, Jernbanedirektoratet og nye Enova programmer. Siden 2022 har samarbeidet mellom Kupa, Bane NOR Eiendom og Bane NOR bidratt til å utløse om lag 20 millioner kroner i offentlig innovasjonsstøtte ulike prosjekter.

For Danielsen og Simonsen er imidlertid den største verdien ikke støttebeløpene. Det handler om å dokumentere at det fortsatt finnes rom for grunnleggende innovasjon i en infrastruktur som mange oppfatter som ferdig utviklet.

Fra en håndtegnet skisse på Ofotbanen til en patentert teknologi med potensial for internasjonal anvendelse er reisen allerede bemerkelsesverdig. De kommende testene vil vise hvor langt den kan gå.