Elektromobilny transport publiczny
17.10.2018 - Transport publiczny
Liczba pasażerów korzystających z transportu publicznego rośnie na całym świecie. W wielu miastach przyjęto już konkretne plany konsekwentnego przejścia na przyjazne dla środowiska pojazdy elektryczne lub napędzane wodorem. Projekt taki oznacza jednocześnie zmianę procedur operacyjnych i wdrożenie nowych technologii.
Elektromobilność – alternatywa z historią
Komuś, kto nie zna historii rozwiązań elektromobilnych, w kontekście toczących się obecnie dyskusji, elektromobilność może wydawać się zupełnie nową technologią. Nic bardziej mylnego! Już na początku XX wieku w metropoliach na całym świecie po drogach poruszały się dziesiątki tysięcy pojazdów elektrycznych. Prekursorami technologii elektromobilnych byli najczęściej przewoźnicy transportu publicznego. Przed rozpoczęciem pierwszej wojny światowej w Berlinie działało na przykład jedenaście korporacji taksówkarskich, które posiadały ponad 550 pojazdów w pełni elektrycznych.
Jednak choć w USA około 1900 roku nastąpił nawet mały „boom” na pojazdy elektryczne, napędy przyjazne dla środowiska nie miały szans w starciu z silnikami benzynowymi, głównie z powodu problemów ze zbyt krótką pracą akumulatora, a co za tym idzie – małym zasięgiem i koniecznością częstego ładowania baterii. Te same problemy trapiły technologie elektromobilne jeszcze na początku XXI wieku.
Czas na nową technologię
Dziś napędy alternatywne, w tym technologie elektromobilne, znów znalazły się w centrum uwagi. Zanieczyszczenie powietrza i hałas, szczególnie w wielkich metropoliach, spowodowały nowy boom w branży motoryzacyjnej na napędy bezemisyjne. W rezultacie operatorzy transportu publicznego zmuszeni są do zmiany strategii średnioterminowej i przechodzenia na zrównoważone technologie. Na przykład w Stuttgarcie opracowano plany stworzenia kompleksowego systemu transportu zbiorowego z napędem alternatywnym. Hamburg to kolejne miasto walczące z zanieczyszczeniem środowiska, którego władze obiecały wsparcie w celu wprowadzenia bezemisyjnych pojazdów; tym samym Hamburg ma stać się przykładem nie tylko w skali kraju, ale i dla całej Europy. Niezależnie od konkretnych planów wdrożenia, w wielu miastach obecnie testuje się pojazdy z napędem elektrycznym lub wodorowym różnej produkcji, choć na razie na pojedynczych liniach lub trasach.
Wyzwania – ładowanie i źródło energii
Ładowanie pojazdów elektrycznych nadal stanowi problem, dla którego opracowuje się rozmaite rozwiązania. Znani producenci i operatorzy transportu publicznego liczą na instalację punktów ładowania na trasie lub na przystankach końcowych. Z uwagi na liczbę przystanków w całej sieci oraz związane z tym niezbędne koszty administracyjne oraz koszty samej infrastruktury, staje się oczywiste, że takie rozwiązanie nie jest możliwe dla całej floty pojazdów na wszystkich trasach. Prowadzone testy wykazały ponadto, że przy obecnie dostępnych technologiach baterii, większość przewoźników może korzystać już z ponad 50% istniejących tras – a w tej sytuacji ładowanie pojazdów w bazie jest wystarczające.
Biorąc pod uwagę błyskawiczny rozwój technologii baterii do samochodów elektrycznych możemy spodziewać się sporego postępu w tej dziedzinie w krótkim lub średnim horyzoncie czasowym. Główną rolę w tym kontekście odgrywa zarządzanie ładowaniem w zajezdniach oraz kontrola źródeł zasilania zapewniających szybkie osiągnięcie napięcia rzędu 10-110kV. W tym obszarze istnieją już sprawdzone rozwiązania dla przykładu, system zarządzania zajezdnią PSItraffic/DMS, z funkcją optymalizacji tankowania pojazdów w połączeniu z modułem inteligentnej sieci elektrycznej (Smart Grid) zapewniającym zasilanie. Rozwiązanie to spełnia założone wymogi i rozwiązuje wskazane problemy bez konieczności opracowania skomplikowanych interfejsów. Podczas gdy system PSItraffic zapewnia dostępność pojazdów według rozkładu, moduł zasilania pobiera niezbędną energię elektryczną w odpowiednim momencie i na najbardziej optymalnych warunkach. W ten sposób obie technologie wykorzystują w praktyce specjalistyczną wiedzę na temat procesów w obszarze transportu publicznego oraz zasilania energią elektryczną, co umożliwia przejście z fazy jazd testowych do regularnych kursów pojazdów elektrycznych na trasach w mieście.
Na razie nie wiadomo czy napęd elektryczny lub wodorowy może odnieść w pojedynkę sukces w sektorze transportu publicznego i zdefiniować kierunek rozwoju rynku w przyszłości, czy też sprawdzi się połączenie kilku technologii. Podobnie, jak dzieje się to obecnie w obszarze wytwarzania energii elektrycznej, gdzie konwencjonalne elektrownie, farmy wiatrowe i ogniwa fotowoltaiczne działają obok siebie, połączone systemem zarządzania zapotrzebowaniem w sieci elektroenergetycznej. Połączenie tego rozwiązania z systemem zarządzania zajezdniami nie oznacza zatem wejścia na zupełnie nowy obszar, jedynie transfer technologii Smart Grid do innej branży.
Stopniowe zmiany
Bez wątpienia przejście na napęd alternatywny będzie również – a może przede wszystkim – nieuniknione w sektorze transportu publicznego. W kontekście szeroko zakrojonych działań i inwestycji niezbędnych dla zapewnienia, że takie pojazdy staną się naszą codziennością, sensownym rozwiązaniem jest stopniowa wymiana floty w oparciu o istniejące narzędzia optymalizacyjne. Takie sukcesywne zmiany zapewnią niezbędne pole manewru i umożliwią skuteczne zarządzanie ogromnymi projektami związanymi z budową infrastruktury, zbudowanie niezbędnej bazy danych na potrzeby napraw i konserwacji nowych technologii, a także realizowanie inwestycji w nowe systemy i narzędzia w sposób ekonomicznie wykonalny, krok po kroku. Znawcy technologii napędów alternatywnych wiedzą, że odgrywały one ważną rolę na długo przed wielkim triumfem silnika benzynowego. Dziś stoimy przed ogromnym wyzwaniem ciągłego doskonalenia tych technologii i ich odważnego wprowadzania na nasze drogi w celu zapewnienia ochrony środowiska i zasobów nieodnawialnych surowców energetycznych. Już dawno wyeliminowaliśmy problemy z zasięgiem i ładowaniem pojazdów, a dostępne na rynku oprogramowanie wspiera i optymalizuje obsługę przyjaznych dla środowiska flot pojazdów. Sektor transportu publicznego może znów odegrać ważną rolę pioniera nowych technologii w metropoliach na całym świecie.
Autor: Torsten Vogel
Dyrektor Generalny, PSI Transcom GmbH