Внедрение троллейвозов на магистралях eHighway

Enuba 1

Инновация, предложенная ещё в 2011 году концерном Siemens, предусматривала радикальную меру: внедрение электрических автобанов eHighways.

В рамках исследовательского проекта ENUBA 1 (электромобильность тяжёлых коммерческих транспортных средств для экологического обустройства городских районов) компания Siemens разработала целостную концепцию. На построенной испытательной трассе к северу от Берлина была запущена троллейная линия для запитывания среднетоннажных грузовиков Mercedes-Benz Actros 1841 MP3 от воздушной контактной сети.

Во время движения по электрохайвею сканер грузовика eHighway автоматически определяет их наличие над автомобилем и сразу поднимает пантограф без участия водителя.

Этот процесс уже был протестирован. Данные показывают, что при скорости более 90 км/ч получение электроэнергии через токоприёмник происходит самым оптимальным образом. Привод пантографа, разработанный специалистами корпорации Siemens, позволяет достаточно точно отслеживать соединение между токоприемником грузовика и проводами, обеспечивая между ними тесный контакт, даже при продольных колебаниях автомобиля.

Водитель находится в кабине только для контроля (вождение в полосе осуществляет сама автоматика) и принимает на себя управление в таких критических ситуациях, как объезд препятствия на трассе.

Средняя потребность в энергии, измеренная на линии с постоянным током напряжением 650 В, для тягача с прицепом полной массой 28,5 т составила 1,3 кВт·ч/км. С поднятым пантографом потреблению энергии составило 1,43 кВт·ч/км. Можно сравнить с обычным грузовиком полной массой 27,5 т, у которого затраты составляют 2,95 кВт·ч/км (или 29,74 л/100 км).

Enuba 2

На следующем этапе ENUBA 2 в 2014 году компания Siemens в Гросс Дёльне (Groß Dölln) ввела в эксплуатацию расширенный испытательный полигон, адаптированный к условиям реального процесса. Тут проходили испытания два типа автопоездов с полностью электрической моторной установкой (питание вне КС осуществлялось от АКБ) и комбинированной дизель-электрической силовой установкой. Гибридные грузовики при съезде с электро-хайвэя переключаются на дизель, газ. Троллейвозы могут проходить неэлектрофицированные участки на запасённой в АКБ энергии. Трасса eHighway оборудована не только повышающими подстанциями, воздушной контактной сетью и дополнительной дорожной инфраструктурой, но и солнечными фермами.

Испытателям здесь предстояло подтвердить или опровергнуть один теоретический тезис. Так постулируется, что эксплуатация троллейвозов на электродороге при 80% от номинальной загрузки транспортом, будет вдвое эффективнее, нежели дизельных грузовиков за большей счёт эффективности электроприводов. Кроме того, передача электроэнергии по воздушной линии на короткие расстояния очень экологична: здесь эффективность составляет 99%. Энергоэффективность eHighway также повышается за счёт того, что грузовики подают электрическую энергию торможения в сеть питания.

Отличия от ENUBA 1 коснулись размещения оборудования. Сканер положения контактного провода расположен на автомобиле уже под токосъёмником.

Волшебство цифр

В пилотных проектах в Калифорнии и Швеции Siemens впервые продемонстрировала систему eHighway на дорогах общего пользования уже в 2017 году. В Лос-Анджелесе между портом Лонг-Бич и районом Карсон параллельно с трассой I-710 на Аламеда-стрит была проложена двухпутная 2-мильная электрофицированная линия. Реализовать пилотный проект помог региональный орган по контролю качества воздуха Южного побережья (SCAQMD). В качестве базовой машины был выбран седельный тягач 8-го класса грузоподъёмности International ProStar CUA PR3 для региональных перевозок. Отсутствие спального отсека позволило разместить позади кабины бокс с силовым электрооборудованием и пантографом. Проект укладывается в планы Калифорнии по сокращению выбросов парниковых газов на 80% к 2050 году и подразумевает открытие коридора нулевой эмиссии для беспошлинного челночного движения с электротягачами на шоссе 710 между двумя морскими портами и железнодорожными перевалочными центрами, расположенными на расстоянии около 30 км. Нововведение сулит сберечь до $20 тыс. в кошельке грузоперевозчика при пробеге 100 000 миль.

В Европе цифры не менее круглы: обещана экономия в 20 тыс. евро при пробеге 100 000 км.

Параллельно компанией Siemens на севере от Стокгольма был запущен второй демонстрационный проект: 2-километровая однопутная автомагистраль E16 в районе Сторвика. Место выбрано не случайно, поскольку на трассе ожидается утроение грузопотока к 2050 году. К проекту подключились уже 28 европейских фирм, стартапов и концернов. Перевод только 30% грузовиков на троллейную электротягу во всём мире позволил бы сократить ежегодные выбросы СО₂ на 6 млн т.

Чего стоит ждать?

Новая программа, в которой задействованы «рогатые» грузовики Scania R 450, будут участвовать в реальной эксплуатации различными транспортными операторами. Исследовательская программа будет направлена на анализ и оптимизацию гибридной электротрансмиссии, включая подбор мощности электродвигателя ёмкости АКБ, управление энергопотреблением автомобиля, изучение проблемы старения батарей и разработки новой системы охлаждения. Подбор напряжения сети или типа пока не является краеугольным, поскольку стандарты известны и могут быть учтены в каждой сети.

«Новые грузовики E-highway предлагают рациональный и эффективный процесс транспортировки, сохраняя экологическую чистоту. Предложенная концепция экономит деньги на батареях автомобиля и не позволяет получить перегрузку энергосистемы», – говорит Магнус Хеглунд, руководитель отдела электромобилей Scania.

Следующей страной после Швеции и Германии, которая начнёт испытания концепта eHighway станет Италия. Для этого на выделенном 6-километровом участке автострады A35 Brebemi в северной Италии будет построена вся электрическая инфраструктура. В проекте примут участие электрогрузовики Scania, оснащённые пантографами Siemens. Итальянцы уже объявили свои амбициозные планы: они хотят стать первым eHighway в Европе. Для этого на трассе A35 Brebemi, соединяющим Брешию, Бергамо и Милан (три главных города провинции Ломбардия) будет построен электрифицированный участок длиной 62,1 км. Энергию для него планируется получать с солнечных панелей, которые установят вдоль этого маршрута и эту идею уже назвали «Революционный проект».

Стоит ли с этим спорить? Но звучит как фантастика!