Jaką cenę płacimy za życie w smogu? Wysoką. Długotrwałe oddychanie powietrzem o wysokim stężeniu niebezpiecznych związków i pyłów zawieszonych powoduje zawały, prowadzi do miażdżycy, jest zagrożeniem dla układu oddechowego, upośledza funkcjonowanie układu nerwowego, obniża odporność. Naukowcy na całym świecie obserwują kolejną korelację: „Wyniki wskazują, że zanieczyszczenie powietrza jest jednym z najważniejszych czynników przyczyniających się do wysokiego poziomu śmiertelności spowodowanej wirusem COVID-19” – informuje Yaron Ogen z Uniwersytetu Martina Luthera w Halle-Wittenberg w Niemczech. Według „The Guardian” w czterech badanych krajach aż 80 proc. przypadków śmiertelnych przy zakażeniu koronawirusem wystąpiło w regionach o najwyższym stężeniu NO₂ i CO₂. Dwutlenki azotu i węgla są wytwarzane głównie przez pojazdy z silnikiem diesla i spalinowe. Dlatego wymiana floty autobusowej w komunikacji publicznej na elektryczną to jedno z priorytetowych globalnych działań proekologicznych.

Elektryczne rozwiązania

Pierwsze elektrobusy na świecie pojawiły się w XX wieku, jednak dotąd trwają badania nad podniesieniem pojemności baterii, sposobami i prędkością ich ładowania, zwiększeniem zasięgu (pokonywanego dystansu) oraz zminimalizowaniem emisji zanieczyszczeń w procesie produkcyjnym.

Plug-in, czyli moc z gniazdka

Pierwsze elektrobusy to modele ładowane za pomocą kabla i łącza plug-in – takie rozwiązanie jest nadal w ofercie koncernów, jednak stosowane technologie są już bardziej zaawansowane – akumulatory są coraz mniejsze i lżejsze, a ich pojemność coraz większa, dzięki temu wzrasta zasięg autobusów. Zaletą tej metody ładowania są najniższe koszty: stację ładowania podłącza się w zajezdni. Wadą: dłuższy czas ładowania i najmniejszy, w porównaniu z innymi rozwiązaniami, zasięg autokaru. Metoda plug-in działa m.in. w niektórych warszawskich autobusach Solaris.

Pantograf – stacja na przystanku

Pobór energii odbywa się podczas postoju na przystankach, przy których jest zamontowana stacja ładowania, czyli pantograf.Takie ładowanie wiąże się z koniecznością wybudowania w mieście jednej lub kilku stacji – zależy to od liczby i długości linii autobusów oraz czasu, w jakim pojazd jest w trasie. W Polsce na pantografy zdecydowały się np. Jaworzno i Kraków. W Zielonej Górze wybrano wariant łączony – w zajezdniach autobusy są ładowane metodą plug-in, a w trasie – z pantografów.

Co ma wspólnego ładowanie autobusu i szczoteczki do zębów

W przypadku autobusów ładowanych indukcyjnie działa ta sama zasada co w przypadku elektrycznych szczoteczek do zębów – stawiamy je na specjalnej podstawce wytwarzającej pole indukcyjne i bateria się ładuje. Gdy autobus wyposażony w pick-up, czyli specjalny odbiornik energii, zatrzymuje się na przystanku, wbudowana w jezdnię pętla indukcyjna przesyła energię elektryczną, ładując akumulator. Jest to bardzo szybkie ładowanie, bo o mocy aż 200 kW. Kilka pętli indukcyjnych rozmieszczonych na trasie linii autobusowej pozwala na bieżąco uzupełniać baterie.

Indukcja – przyszłość transportu publicznego?

Indukcja to obecnie najdroższy wariant pobierania energii z powodu kosztów całej inwestycji: zakup autobusów z odbiornikami pick-up i wybudowanie infrastruktury – umieszczone pod jezdnią pętle indukcyjne i stacje elektryczne dostarczające energię. Ładowanie indukcyjne z platformy ma też, niestety, kilka słabszych parametrów, i jest drogie, dlatego nie jest powszechnie wybieranym przez miasta rozwiązaniem. Jak dotąd największym zainteresowaniem na świecie cieszą się autobusy hybrydowe, tj. łączące opcję ładowania tradycyjnego (paliwa) i elektrycznego. Takie autobusy jeżdżą m.in. w Warszawie.

Elektryczne testy na drogach Szwecji

Najnowsze technologie pozwalają na indukcyjne ładowanie pojazdów nie tylko podczas postoju, ale i w czasie jazdy. Te rozwiązania testują Szwedzi, bardzo zaangażowani w rozwój systemów transportowych wolnych od emisji NO₂ i CO₂. W 2015 r. Volvo przystąpiło do budowy w centrum Goeteborga kilkusetmetrowego odcinka jezdni ładującej indukcyjnie autobusy elektryczne. Projekt pod nazwą ElectriCity zakładał uruchomienie linii całkowicie korzystającej z energii i wolnej od inwazji w środowisko naturalne. Rok później, korzystając z technologii Simensa, uruchomiono na autostradzie E16 w pobliżu Gävle ładowanie z napowietrznych linii energetycznych, które obsługuje ciężarówki Scania z pantografami na dachach. Kolejną inwestycję zrealizowano na drodze w pobliżu Sztokholmu – zamontowane tam szyny ładują auta za pomocą przesuwającego się wysięgnika. Moc ładowania rzędu 200 kW jest prawie czterokrotnie wyższa niż standardowych szybkich ładowarek (moc ultraszybkiego ładowania sięga nawet do 350 kW). Koszt budowy jednego kilometra takiej drogi, ok. 1 mln euro, jest niższy niż koszt budowy linii tramwajowej i, w związku ze zmniejszaniem parametrów baterii, cały czas spada.

Najnowszy projekt badawczo-rozwojowy

W Lund w Szwecji rozpoczyna się właśnie projekt EVolution Road, w którym uczestniczy też polski Solaris, udostępniając do testów model trolejbusa Trollino. Cel: budowa drogi automatycznie ładującej autobusy i inne pojazdy elektryczne podczas jazdy, jak i postoju. Projekt zakłada wybudowanie testowego, kilometrowego odcinka trasy wyposażonej w zestaw segmentów szyn elektrycznych o długości jednego metra każdy. Energia dostarczana jest przez jeden segment – w pozostałych zasilanie jest wyłączone, co pozwala na bezpieczne instalowanie systemu zarówno w miastach, jak i na autostradach.

Plusy ładowania w ruchu

Jedną z głównych zalet testowanego rozwiązania, zwanego potocznie „in motion charging” – „ładowanie w ruchu”, jest to, że pojazd nie musi być wyposażony w dużą liczbę baterii trakcyjnych, co znacznie zmniejsza jego całkowitą masę, a przede wszystkim koszty zakupu i eksploatacji.Dodatkowo instalacja szyn to niewielka i przez to tańsza inwestycja w infrastrukturę miejską: nie wymaga budowy ani masztów ładowarek (jak w wypadku pantografów), ani przewodów napowietrznych.Budowa drogi w Lund ma zająć trzy lata (od pierwszego kwartału 2020 r.). Łączna wartość inwestycji, którą finansuje szwedzkie ministerstwo transportu, szacowana jest na 9 mln euro.

Autobusy indukcyjne na świecie

Na miejskie autobusy indukcyjne decyduje się coraz więcej miast. W Stanach pierwsza była Chattanoga w stanie Tennessee, najbardziej zanieczyszczona średnia aglomeracja w regionie. Do 2030 r. miasto planuje w pełni zelektryfikować flotę autobusową. W Berlinie rozpoczęto od jednej linii, na której kursowały cztery autobusy ładowane na kilku przystankach na trasie. W Turynie i Genui elektrobusy jeżdżą już od kilkunastu lat. Na przystankach znajdują się platformy, a ładowanie odbywa się za pomocą umieszczonych w nich i w podwoziu autobusów magnesów. Ten wariant spotkać też można m.in. w niemieckim Mannheim czy południowokoreańskim Gumi. W Chinach do 2025 r. 99 proc. autobusów ma mieć napęd elektryczny.

Wymiana taboru w Polsce

W naszym kraju wymiana autobusów spalinowych na elektryczne odbywa się stopniowo od kilku lat. Jak dotąd żadne miasto nie wprowadziło technologii ładowania indukcyjnego. Na przełomie 2018 i 2019 r. w dużych aglomeracjach jeździło ok. 200 autobusów elektrycznych (niecałe 2 proc. wszystkich autobusów miejskich). Stosunkowo dużą flotę mają Warszawa i Kraków, nieco mniejszą Rzeszów i Katowice. Jedynie w kilku miastach, m.in. w Zielonej Górze, Jaworznie, Stalowej Woli, Szczecinku, Środzie Śląskiej, autobusy o napędzie elektrycznym stanowią znaczną część taboru. W 2020 r. Warszawie przybędzie 130 elektrycznych przegubowców Solaris, które trafią do stolicy do końca grudnia. Pierwszy z zakupionych autobusów pojawił się na ulicach w lutym bieżącego roku. 

10 polskich miast z unijnym wsparciem.

W styczniu 2020 r. podpisano 10 umów na dofinansowanie projektów elektryfikacji transportu miejskiego (zakup autobusów wraz z infrastrukturą) ze środków UE. Dzięki unijnemu wsparciu w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko 190 nowych autokarów elektrycznych wyjedzie na ulice dziesięciu miast: Gdyni, Gliwic, Gorzowa Wielkopolskiego, Kędzierzyna-Koźla, Krakowa, Malborka, Opola, Poznania, Piły, Radomia, Sosnowca, Szczecina i Zielonej  Góry.