Зачем грузовикам наставили рога
Европейские страны одна за другой анонсируют введение ограничений на использование транспортных средств с традиционным двигателем внутреннего сгорания. Некоторые государства идут еще дальше, заявляя о готовности в среднесрочной перспективе отказаться от машин на бензине и дизтопливе полностью. Тем временем, несмотря на все программы стимулирования перехода на электромобили, массовыми электрокары не стали – сказывается неудобство эксплуатации. Решить проблему теперь пытаются с помощью давно используемых технологий и их модификаций.
В городе Евле во время торжественной церемонии была введена в эксплуатацию первая в мире электрофицированная автодорога (eHighway), ставшая результатом объединенных усилий в рамках партнерства по внедрению экологичных перевозок. В этом проекте Scania выступила поставщиком электрических грузовых автомобилей, которые будут работать в реальных дорожных условиях.
На открытом 2-километровом участке автомагистрали Е 16 электрогрузовики Scania смогли передвигаться в общем транспортном потоке с помощью технологии передачи электроэнергии, разработанной концерном Siemens.
Вся прелесть новой технологии, которая стала плодом нескольких лет сотрудничества между правительством Швеции и частным сектором, состоит в том, что она позволяет грузовикам во время движения по электрифицированной дороге работать от электропривода, а в остальное время – на гибридной тяге. Все поставленные грузовики Scania являются гибридными, имеют сертификат Euro VI и работают на биотопливе.
«Электрифицированная автодорога является важной вехой на пути к безуглеродному транспорту, – заявил Клас Эриксон, глава подразделения исследований и разработок Scania. – Scania твердо намерена добиться успеха в этом проекте и продолжать создавать устойчивые транспортные решения».
Грузовики получают электроэнергию через пантографный токоприемник, установленный на раме за кабиной. Пантографы, в свою очередь, могут быстро и легко подсоединяться и отсоединяться от линии электропередачи, расположенной над правой полосой, что обеспечивает автомобилям возможность выполнять эту операцию прямо во время движения.
Когда грузовик выезжает за пределы электрифицированного участка, пантограф отключается от контактной сети, и грузовик начинает работать от двигателя внутреннего сгорания или электромотора на аккумуляторе. Тот же принцип действует, когда водитель хочет обогнать другое транспортное средство на электрифицированном участке автодороги.
Scania считает электрифицированные автодороги ключевым компонентом для достижения грандиозной цели Швеции – полностью перевести свой автопарк на безуглеродное топливо к 2030 году. Они также будут способствовать повышению конкурентоспособности Швеции в стремительно развивающемся сегменте экологичного транспорта.
«Возможная экономия топлива за счет электрификации очень существенна, и у этой технологии есть все шансы стать краеугольным камнем в системе безуглеродных дорожно-транспортных услуг», – отметил Нильс-Гуннар Вогстедт, отвечающий за исследования в области электрификации в Scania.
Финансирование проекта электрификации участка автомагистрали Е 16 в Евле было получено в рамках программы общественных закупок инновационных решений, реализуемой властями Швеции. Размер инвестиций составляет около 77 млн шведских крон, поступающих из бюджета страны, и 48 млн шведских крон – от бизнеса и властей региона Евлеборга, в котором находится электрифицированный участок автомагистрали.
Транспортная администрация Швеции (Trafikverket), шведское энергетическое агентство (Energimyndigheten), шведское агентство по инновациям (Vinnova), Scania и Siemens стали основными инвесторами этой технологии, в то время как правительство Евлеборга занималось координацией проекта.
Электрифицированная дорогая является лишь одним из серии передовых проектов, над которыми работает Scania в целях продвижения устойчивых решений для городского и магистрального транспорта. Компания также разрабатывает технологии для альтернативных видов топлива, гибридные и полностью электрические, автономные и дистанционно управляемые транспортные средства параллельно с работой по дальнейшему улучшению и совершенствованию своих будущих продуктов.
Использование железных дорог для перевозок грузов имеет свои ограничения, указывают в Siemens. Поэтому часть грузов так или иначе все равно придется доставлять автотранспортом, который сочетает надежный сервис и минимальное негативное воздействие на окружающую среду. Система eHighway, по заверению немецких инженеров, оказывается в 2 раза эффективнее при использовании по сравнению с фурами, оборудованными лишь традиционным двигателем внутреннего сгорания. Решение Siemens предполагает наличие воздушной контактной сети для грузовиков. Это не только в 2 раза уменьшает энергетические затраты, но и приводит к значительному снижению выбросов парниковых газов.
Особенно эффективной система eHighway должна стать на часто используемых магистралях, таких как дороги, связывающие порты с промышленными комплексами, грузовыми терминалами. Автомобили с пантографными токоприемниками также можно применять для доставки сырья от мест добычи к перевалочным терминалам. Технология опробована не только на дорогах Швеции, но также и за океаном – в Калифорнии.
Интерес к технологии подогревается, как это обычно происходит, и прогнозами по использованию транспорта в мире. Некоторые эксперты предрекают увеличение объемов грузовых перевозок на 200% к середине столетия. Согласно подсчетам Всемирного совета предпринимателей по устойчивому развитию, данный показатель утроится за период с 2000 по 2050 годы.
Время пришло
Несмотря на существенный рост железнодорожной инфраструктуры, поезда смогут справиться лишь с третью от общего объема. Так что большая часть товаров и сырья все-таки будет доставляться по обычным трассам. Увеличившаяся нагрузка на дороги вызовет и рост загрязнения окружающей среды.
Подсчитано, что к середине века выбросы парниковых газов могут увеличиться в 2 раза. Как говорят эксперты, для легковых автомобилей уже существует большое количество решений проблемы с загрязнениями, теперь пришло время для грузовиков.
Грузовики, использующие систему eHighway, оборудованы токоприемниками для подключения к воздушной контактной сети. Соответственно в движении вредных выбросов не происходит. Гибридная система обеспечивает машине возможность продолжать движение и в отсутствие контактной сети. Примечательно, что «умные» токоприемники позволяют подсоединяться к сетям и отключаться от них на скорости до 90 км/ч.
Разгоняющиеся или замедляющие движение грузовики могут обмениваться энергией друг с другом через контактную сеть. Такой обмен будет эффективен в горной местности. Машины способны рекуперировать энергию при торможении и передавать ее обратно в сеть.
Интересно, что среди преимуществ электрофицированной автодороги называется продолжительный опыт эксплуатации троллейбусов и трамваев в различных городах мира. Сеть имеет долгий срок эксплуатации и относительно дешева в обслуживании и ремонте, отмечают инженеры. Ее можно легко интегрировать в существующую инфраструктуру, к тому же сеть не создаст помех другим участникам движения.
Доработать имеющееся
Несмотря на большое количество решений по использованию альтернативных источников энергии для автотранспорта, ряд специалистов предпочитают не изобретать велосипед, а лишь совершенствовать его. Производителям электромобилей сложно поддерживать интерес к своей продукции.
Хотя рост продаж подобного транспорта и достигал иногда 366% (к примеру, в Великобритании), массовому переходу на электротягу мешает неразвитость дорожной инфраструктуры. Бизнес не спешит вкладываться в заправки для электромобилей из-за недостаточного интереса покупателей. Возникает замкнутый круг.
Разорвать его признана еще одна технология, также получившая название электрофицированной автодороги. Новшество заключается в том, что электротранспорту не требуются провода, а заряжается он прямо во время движения по специальной трассе. Если разработка окажется эффективной, она будет объединена с уже существующими заправками для электрокаров. Потребитель получит полноценную экосистему для «зеленых» автомобилей.
Важной составляющей управлением дорожной сети в ближайшие 30 лет станет подготовка инфраструктуры для перехода на новые типы транспортных средств и технологии, считают эксперты.
Система предусматривает использование электрических кабелей, находящихся под дорожным полотном. Кабели генерируют электромагнитное поле и направляют энергию на специальное устройство под кузовом автомобиля. Потенциально система способна работать и на возобновляемом электричестве, однако в настоящий момент электрифицированная дорога все еще проходит испытания.
В прошлом году подчеркивалось, что Великобритания находилась на самом раннем этапе разработки системы, которая бы могла передавать энергию транспортным средствам. Без серии необходимых испытаний власти страны не смогут убедиться в эффективности или неэффективности новшества.
Для проведения необходимых тестов будет построен участок дороги, на необходимые испытания будет потрачено полтора года. В случае успеха участок будет увеличен. Пока на сайте британского правительства последняя информация, касающаяся проекта, датируется августом прошлого года.
Тогда было заявлено, что правительство выделило 500 млн фунтов на пять ближайших лет для того, чтобы королевство занимало лидирующие позиции в этой области.
Электричество онлайн
Между тем стоит отметить, что эксперименты с беспроводным электричеством для автотранспорта ранее стали проводить корейцы. В городе Гуми в 2013 году появилась специальная дорога для электротранспорта. По ней запустили специальный OLEV-автобус (on-lineelectricvehicle – «онлайн- электромобиль»).
По ряду сообщений, дорожная система помимо самого полотна включает закопанные на расстоянии 30 см от поверхности кабели. Передача энергии происходит с помощью магнитного резонанса. Специальную технологию разработали также в Корее местные специалисты. По проводам подается ток мощностью 100 кВт с частотой 20 кГц, создавая электромагнитное поле в 20 кГц. Под днищем авто расположена катушка, настроенная на ту же частоту. С помощью магнитного резонанса электричество передается автобусу.
Эффективность составляет 85% (у троллейтраков Scania этот показатель составляет 80%). Сам автобус оборудован аккумуляторами. Их вес удалось снизить втрое по сравнению с обычным электробусом. Для нормальной работы транспортного средства достаточно электрофицировать лишь 5–10% дороги.
Разработчики также постарались снизить негативное воздействие сети на других участников дорожного движения и пешеходов. Электрофицированные участки дороги включаются только при приближении электротранспорта.
Участники проекта планировали расширить специализированную дорожную сеть и увеличить парк используемых автобусов на 10 штук. Однако широкого распространения технология пока не получила. Как сообщается на сайте Корейского института передовых технологий, в стенах которого и был воплощен проект, с 2012 года в трех городах страны используется несколько единиц OLEV-автобусов.
В апреле 2015 года разработчик технологии подписал протокол о намерениях с властями второго по величине города Колумбии Медельина о возможности поставки двух автобусов для местных нужд. Команда разработчиков также заявила о возможности применения технологии в производстве трамваев и скоростных поездов.
С момента тестирования OLEV-автобусов прошло уже три года, но массового их внедрения пока не произошло. Не рапортует об успехах и правительство Великобритании. Тем не менее можно ожидать, что количество все-таки перейдет в качество и в ближайшие десятилетия наиболее развитые страны массово перейдут на электротранспорт.
