Актуальное

Тренд на гибриды: об обновлении транспорта

Обновление парка общественного транспорта городов за счет выпуска на маршруты модифицированных трамваев и троллейбусов, работающих на альтернативных источниках питания, позволит снизить нагрузку на окружающую среду и обеспечить комфорт пассажиров.

Развитие водородной энергетики приведет к закату эры "выхлопных труб" (Чтобы увеличить, кликните на фото)
Развитие водородной энергетики приведет к закату эры “выхлопных труб”
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

Чтобы уменьшить загазованность и высокий уровень шума в городах, требуются новые подходы к решению транспортных проблем. Сегодня уже есть технологии, обеспечивающие снижение нагрузки на окружающую среду», – говорит советник директора Санкт-Петербургского ГУП «Горэлектротранс» Сергей Китаев.

По его словам, использование новых элементов питания в электротранспорте расширяет возможности его эксплуатации. За счет внедрения новых технологий трамваи и троллейбусы смогут передвигаться без использования контактной сети. Появится возможность продлить существующие троллейбусные маршруты на 10–15 км без дорогостоящего строительства контактно-кабельных линий и тяговых подстанций.

Предыстория

Производство первых отечественных троллейбусов на автономном ходу было развернуто еще в 80-х годах прошлого века. Тогда массовую модель ЗиУ-682 начали оснащать высоковольтными аккумуляторными батареями. Машины поставлялись в Болгарию, некоторые из них появились и на улицах Санкт-Петербурга (тогда Ленинграда), Черкасс и Алма-Аты. Автономный ход, но на крайне низкой скорости составлял несколько сотен метров.

В середине 2000-х многие отечественные троллейбусы стали оснащать оборудованием, обеспечивающим автономный ход уже от 300 до 1000 м со скоростью 7–10 км/ч.

Первым городом России, где начали активно использовать гибридный транспорт, стала Тула. Троллейбус на базе Тролза «Мегаполис» мог перемещаться без контакта с сетью на расстояние до 50 км благодаря технологии накапливания энергии, внедренной российской компанией Drive Electro.

Пока машина передвигалась с помощью контактной сети, энергия накапливалась в литий-титанатных аккумуляторах. Стоимость полученной таким способом электро­энергии оказалась в 3–5 раз ниже получаемой при помощи дизельной установки.

В 2011 году на предприятии «Сибирский троллейбус» создан первый отечественный универсальный гибридный троллейбус СТ-6217М. Для организации массового производства этой техники в Новосибирской области в тот же год был построен завод по выпуску силовых литий-ионных аккумуляторов «Лиотех». И несмотря на то что пока продукция предприятия не пользуется широким спросом, в компании РОСНАНО, курирующей этот проект, уверены в перспективности данного направления.

Разработанная в Новосибирске машина смогла проехать 39 км без контактной сети. Двигаясь по проводам, троллейбус подзаряжает аккумуляторы. Более того, при торможении в обоих режимах кинетическая энергия преобразуется в электрическую и накапливается в аккумуляторах. Литий-ионные батареи состоят из 168 аккумуляторов, их суммарная емкость составляла 90 А/ч при весе каждой батареи 480 кг.

В конце 2011 года троллейбус был модернизирован, аккумуляторные батареи заменили на блоки суперконденсаторов. Длину пробега увеличили до 40 км. Электробус начал осуществлять перевозки между Новосибирском и аэропортом Толмачево. В июне 2013 года вышла новая версия гибридного троллейбуса – в корпусе «Мегаполис».

Производство троллейбусов с аккумуляторами, производимыми компанией «Лиотех», также организовано на заводе «Тролза» в Энгельсе. В сентябре 2015 года завод объ­явил об успешном завершении испытаний нового поколения троллейбусов с увеличенным автономным ходом. В автономном режиме с полной нагрузкой и работающей системой кондиционирования машина проехала 72 км. Батарейный блок троллейбуса представляет собой четыре контейнера по 36 ячеек с общей емкостью 100 кВт/ч. Система термостатирования позволяет использовать троллейбус в любых климатических условиях.

В мире технологии развивались в различных направлениях. Некоторые производители, в числе которых компания Škoda, выпускали троллейбусы с дизель-генераторами. По сути, эти машины можно считать автобусами с электрической передачей. Но КПД этого транспорта ниже.

В ногу со временем

В Северной столице первые образцы троллейбусов с автономным ходом стали эксплуатировать еще в середине 1980-х. Однако оснащенных аккумуляторами машин, способных продолжать движение на короткие расстояния и без контактной сети, было немного.

В 2014 году «Горэлектротранс» объявил о намерении создать на Васильевском острове зону экологически чистого электрического транспорта. Для реализации этих планов на территории трамвайного парка № 2 планировалось создать депо для троллейбусов с увеличенным автономным ходом. В этот год город инициировал масштабное тестирование различных моделей троллейбусов с автономным ходом.

Батарея топливных элементов (Чтобы увеличить, кликните на фото)
Батарея топливных элементов
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

Весной 2014 года в Санкт-Петербург из Энгельса на опытную эксплуатацию прибыла Тролза модели 5265 «Мегаполис» с увеличенным автономным ходом. Этот троллейбус с транзисторной системой управления был оснащен асинхронным тяговым двигателем. На нем используются литий-ионные тяговые батареи. Система управления разрабатывалась петербургским предприятием «Чергос». Троллейбус работал на маршруте № 11.

Тогда же проводилась опытная эксплуатация троллейбусов с увеличенным автономным ходом модели 5298-01 производства вологодского ОАО «Транс-Альфа». Машина оборудована батареями российской компании EnerZ.

Помимо этого, по техническому заданию петербургского ГУП «Горэлектротранс» к разработке машины с увеличенным автономным ходом приступил белорусский «МАЗ». О создании аналогичной техники заявляло и ОАО «Башкирский троллейбусный завод».

Однако окончательный выбор в пользу той или иной машины так и не был сделан. К тому же специалисты признают, что литий-ионные батареи чувствительны к отрицательным температурам. Кроме того, для оптимизации экономических показателей необходимо увеличить долговечность их работы.

Водородные перспективы

ГУП «Горэлектротранс» продолжает поиск оптимальных решений. Весной 2016 года филиал «ЦНИИ СЭТ» ФГУП «Крыловский государственный научный центр» представил технологию водородного источника выработки энергии. «У водородной энергетики, а конкретно у установок на топливных элементах большое будущее, что подтверждается историей развития этого направления в других странах. Батарею на топливных элементах можно устанавливать на транспортных и стационарных объектах», – отмечает заместитель директора филиала «ЦНИИ СЭТ», главный конструктор направления водородной энергетики Игорь Ландграф.

По его словам, от дизелей и турбин такая батарея отличается высоким КПД. У дизеля этот показатель составляет 35%, у водородной батареи – 50–70%. Кроме этого, топливные элементы экологичны, количество вредных выбросов от их работы при использовании в качестве топлива чистого водорода равно нулю (Zero Emission). Если водород получен из углеводородного топлива, например из природного газа, то вредных выбросов будет от 10 до 1000 раз меньше по сравнению с традиционными источниками энергии.

Использование новых элементов питания в электротранспорте расширяет возможности его эксплуатации (Чтобы увеличить, кликните на фото)
Использование новых элементов питания в электротранспорте расширяет возможности его эксплуатации
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

В мае было подписано четырехстороннее соглашение о совместной разработке и испытаниях городского электрического транспорта с использованием водородного топливного элемента в качестве источника тока. «Горэлектротранс» совместно с филиалом «ЦНИИ СЭТ» ФГУП «Крыловский государственный научный центр», ЗАО НПП «ЭПРО» и ООО «ПК «Транспортные системы» будет развивать наземный электротранспорт Петербурга.

Для обеспечения автономного хода городского электротранспорта совместно с петербургским ООО «Чергос» будут разрабатываться новые модели тяговых приводов и устройства обеспечения длительного автономного хода троллейбусов, трамваев и электробусов.

Также заключено соглашение с ЗАО «Тролза» о совместной разработке и испытаниях технологии обеспечения увеличенного автономного хода троллейбуса на территории Петербурга. С ЗАО НПП «ЭПРО» планируется создание новых моделей тяговых приводов и устройств обеспечения длительного автономного хода городского электротранспорта.

Эти разработки укладываются в контекст общемирового развития общественного транспорта. Так, согласно программе Европейского союза по научным исследованиям и инновациям «Горизонт 2020» (2014–2020 годы), Европа выделяет 22 млрд евро на развитие и коммерциализацию инновационных технологий в пяти секторах, одним из которых является водородная энергетика.

В 2014 году правительство Японии выпустило обновленную «дорожную карту» по топливным элементам и водороду. Согласно документу, в стране планируется увеличить количество энергоисточников на топливных элементах, предназначенных для тепло- и электроснабжения зданий до 1,4 млн к 2020 году и до 5,3 млн к 2030 году. Планируется наладить серийный выпуск электромобилей на топливных элементах к 2015 году и автобусов к 2016 году, получить коммерческую версию твердооксидных топливных элементов для промышленного использования к 2017 году. Ученые считают, что развитие водородной энергетики приведет к закату эры «выхлопных труб».

Власти Петербурга поддерживают внедрение инновационных технологий в сфере транспорта. По мнению Сергея Китаева, развивать в первую очередь следует транспортную сеть в новых спальных районах или там, где недостаточно развита транспортная инфраструктура. Внедрение автономного транспорта позволит полностью или частично исключить затраты на строительство новых троллейбусных линий для обеспечения транспортного сообщения с новыми жилыми кварталами. «Сегодня трудно оценить, как изменится стоимость проезда, но очевидно, что первые электробусы будут дороже. Два-три года займут конструкторские работы. Далее, с совершенствованием технологии и внедрением серийных машин, изменится их цена, следовательно, и тариф будет уменьшаться. Понятно, что стоимость киловатт-часа электроэнергии для электробуса будет в полтора-два раза ниже, чем у передаваемого по проводам. Поэтому есть стимул двигаться вперед», – резюмирует Сергей Китаев.

Любовь Ежелева
В печатной версии название статьи – “Тренд на гибриды” (журнал “Строительство и городское хозяйство”, № 166, июнь, 2016 г.)
Исследование микрорайона

Новости партнеров

Загрузка...

Смотрите также

X