Не секрет, что Москва сегодня убирает из города троллейбусы. Это преждевременное и дорогое для экологии и транспорта решение, но именно так у нас в городе принимаются решения - если начальник захочет, то и метро закроет.
Но есть одна проблемка - заменять электрический транспорт бензиновым в 21 веке плохо для репутации, это все понимают. Можно было бы заменить все троллейбусные линии трамваем, но это из разряда фантастики. Поэтому был найден компромисс - электробусы. Сейчас как раз многие города с ним экспериментируют, поэтому Москва тоже решила присоединиться к этому клубу. К тому же название «электробус» отдаёт инновационностью и футуристичностью.
Через 3 года Москва откажется от автобусов на моторном топливе: будем закупать исключительно электробусы. Экология города сильно выиграет
— Сергей Собянин (@MosSobyanin) July 21, 2017
Город намерен с 2020 года перестать закупать бензиновые автобусы. Поэтому сейчас все пытаются определиться с будущим типом электробуса - для этого регулярно привозят на испытания различные модели, а до конца этого года будет составлено техздание для массовых закупок. Первые штатные электробусы должны будут выехать на линии с пассажирами в августе 2018 года.
Подзарядка в пути
Первый тип электробусов - это троллейбусы с автономным ходом. Да, грань между транспортом постепенно стирается. Поэтому это можно назвать как электробусом с подзарядкой батарей от контактной сети, так и троллейбусом с автономным ходом.
Маршруты с таким электробусами есть в Туле, Новосибирске, Пекине и других городах. Хорошее решение для городов, где уже существует инфраструктура с контактной сетью. Снимает вопросы создания подстанций и проводов в новых районах, но ведёт к удорожанию подвижного состава.
В Москве такие модели тоже есть - новые троллейбусы с автономным ходом.
Ночная зарядка
Это тяжёлые электробусы, которые заряжаются несколько часов (около 5-6), а потом целый день ходят по маршруту. Сделать транспорт круглосуточным с такими машинами не получится (привет Букашке). Нужны большие мощности для одновременной зарядки всего парка электробусов за одну ночь, зато это позволяет не создавать промежуточные станции на остановках и конечных станциях. Подобный тип электробусов преобладает в Китае.
В Москве сейчас два таких электробус: от ЛиАЗа и Юйтун из Чженчжоу.
ЛиАЗ ходит по маршрут м2 с февраля этого года. Запас хода по паспорту 200 км. Для сравнения, средний маршрут в Москве - около 300 км. Вмещает 90 пассажиров. Говорят, были проблемы в холода.
Максимальная скорость - 80 км/ч.
Зарядка в Филёвском парке:
Юйтун только пришёл в город, но будет ездить с мешками - сертификации для работы с пассажирами нет. Зато в Китае работает штатно на линии. Запас хода - 200 км. Места на 73 пассажира.
Максимальная скорость - 69 км/ч.
Станция ночной зарядки:
Промежуточная зарядка
Батареи электробус заряжает короткими сессиями на остановках и конечных станциях. Нужна быстрая зарядка, зато вес батарей меньше. Появляется проблема подвода мощностей к остановкам, но в Москве, как я понимаю, это можно решить за счёт троллейбусных подстанций. Как раз недавно . Такие электробусы активно тестируются в Европе.
В Москве тестировали КАМАЗ первого и второго поколений, финский Linkker 13 и белорусский БКМ.
КАМАЗ первого поколения ходил в прошлом году по маршруту м2 два месяца и получил кучу замечаний. Запас хода - 100 км с максимальной скоростью 65 км/ч.
Съёмные батареи
Есть ещё один хитрый вид электробусов со сменными батареями. На конечных станциях или в парке персонал делает пит-стон, меняя разряженные батареи на заряженные. Минимум времени и геморроя, но пока такое делают в Китае лишь на высокопольных машинах. То есть мимо.
Если власть не сменится сейчас техзадание для штатного московского электробуса разослано экспертам и производителям для оценки и внесения корректировок. Осенью обещают публичные обсуждения, после которых начнётся массовая закупка техники. Пока известно немного, типа локализация производства, жизненный цикл обслуживания, юсб-зарядки и так далее.
Не понятно, какая будет цена техники, но однозначно можно сказать, что это будет дорого. Как закупка, так и содержание. На своей лекции директор Мосгортранса в конце мая говорил, что электробусы на 30% дороже в содержании, чем автобусы.
Китайцы, например, пока не называют цену своих электробусов. С одной стороны, у них это дело субсидируется государством, поэтому у них сегодня самый большой парк электробусов в мире, с другой - им нужен большой заказ для локализации производства, то есть цена за единицу сейчас ничего не даст.
Каждый десятый троллейбус в Санкт-Петербурге получит автономный ход от «Лиотеха»
24.07.17 09:10 ООО «Лиотех-инновации» поставит 66
машинокомплектов литий-ионных аккумуляторных батарей (ЛИАБ) для российского производителя троллейбусов «Тролза».
Проект осуществляется в рамках контракта компании «Тролза» с Комитетом по транспорту Санкт-Петербурга на поставку троллейбусов с увеличенным автономным ходом с целью обновления городского электротранспорта.
Сейчас в городе действует 46 троллейбусных маршрутов, а автопарк составляет более 600 троллейбусов. Таким образом, литий-ионными аккумуляторными батареями производства ООО «Лиотех-инновации» будет оснащено 10% троллейбусного автопарка города. Все машины, которые будут поставлены по контракту, обладают запасом автономного хода на 7,5 км .
«Рост количества троллейбусов с удлиненным автономным ходом на российских дорогах является важным этапом развития электротранспорта, позволяющий создать в России компетенции в разработке и производстве накопителей энергоемкостью до 100 кВт*ч, и в дальнейшем перейти к производству более мощных и энергоемких (200–400 кВт*ч) накопителей для использования в электробусах и других мощных машинах. Это также удобно городским эксплуатирующим компаниям - они получают возможность опробовать машины на автономном электрическом ходу уже сейчас и использовать этот опыт в дальнейшем при внедрении электробусов», - уверен управляющий директор по инвестиционной деятельности УК «РОСНАНО» Владимир Козлов.
По прогнозам, к 2025 году суммарная емкость накопителей энергии, используемых для городского транспорта, составит более 10 гВт*ч. В рамках контракта «Лиотех-инновации» осуществляет производство и поставку не только литий-ионных аккумуляторов, но и технического решения верхнего уровня: аккумуляторной батареи, включающей в себя специально спроектированный корпус, систему управления и термостатирования. На текущий момент «Лиотех» является центром российских компетенций в массовом производстве литий-ионных ячеек и батарей на их основе.
«Для нас развитие сотрудничества с компанией «Тролза» - это признание качества и эффективности нашей продукции. Помимо 66 машинокомплектов для троллейбусов «Тролза» для Санкт-Петербурга в ближайшее время будет осуществлена поставка крупной партии троллейбусов с запасом автономного хода для эксплуатации в Южном федеральном округе. Мы не собираемся останавливаться на достигнутом и активно представляем продукцию ООО «Лиотех-инновации» на ведущих международных выставках технологий. Так, по итогам работы за год количество электротранспорта с увеличенным автономным ходом, оснащенного ЛИАБ производства «Лиотех-Инновации», составит около 150 единиц», - отметил генеральный директор ООО «Лиотех-инновации» Валерий Ярмощук.
«Лиотех» осуществляет поставки для энергетического рынка. В начале 2017 года другой портфельной компанией РОСНАНО была запущена гибридная энергоустановка (АГЭУ) в селе Менза Забайкальского края. АГЭУ состоит из солнечных модулей общей мощностью 120 кВт, двух дизельных генераторов по 200 кВт каждый. В составе установки были использованы аккумуляторные ячейки для накопителя энергии емкостью 300 кВт*ч производства «Лиотех». Планируется, что в 2017 году «Хевел» построит в Забайкалье еще две гибридные электростанции, на которых также могут быть использованы накопители энергии «Лиотех» в качестве полностью завершенного продукта в контейнерном исполнении, включающего в себя всю электронику и систему управления (выбор поставщика будет определен после подведения итогов конкурса). В накопителе «Лиотех» будут использованы новые разработки завода с полной гарантией качества.
Также от российских производителей коммерческого транспорта приходят запросы на поставку комплектов ЛИАБ как для электромобилей, электробусов так и для специального оборудования. На данный момент прорабатываются готовые решения и для другой спецтехники, в частности, для горнодобывающей отрасли.
Материалы к статье:
- Краткое технико-экономическое обоснование проекта (С.И. Парфёнов, генеральный директор ОАО «Сибэлтранссервис»)
- Письмо Президента МАП ГЭТ А.В. Мирошника и председателя МВК, Генерального директора НИИГЭТ В.А. Голубева в поддержку проекта
1. Краткое обоснование необходимости развития электротранспорта
Частые энергетические кризисы, постоянный, опережающий другие источники энергии, рост цен на углеводородные источники энергии, сбои в их поставках, более низкий коэффициент полезного действия, бурно нарастающее снижение показателей потребности углеводородного топлива к их запасам являются главными причинами ведения ведущими мировыми флагманами автомобилестроения США, Японии, Германии, Франции, Китая и Кореи интенсивных разработок по созданию транспортных средств массового спроса, работающих на электрической тяге.
Накапливается опыт развития гибридных видов транспортных средств и в РФ. Компании «Русэлпром», «АвтоВАЗ», группа «Онэксим» с гибридом на базе «Е-центра» и др. не только участвуют в проектировании и разработке таких транспортных средств, но и создают опытные образцы. Исследованиями режимов работы гибридных транспортных средств занимаются более десяти лет в Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ). По мнению специалистов этого университета, уже в ближайшие 10-20 лет электромобили и электробусы найдут самое широкое практическое применение в мире.
Основной задачей при создании электромобилей и электробусов является изготовление мощных и ёмких накопителей энергии и зарядных электростанций. Промежуточным транспортным средством между автобусом и электробусом должен стать троллейбус с большим автономным ходом, который и при массовом использовании электробусов будет применяться по причине экономической целесообразности, так как всегда будет дешевле электробусов. На первом этапе появления электробусов функции зарядных станций могут выполнять существующие контактно-кабельные линии городского электрического транспорта.
В связи с этим уже сейчас необходимо начать работу по подготовке энергосистем ГЭТ и страны в целом, а также сервисных центров, специалистов, всей инфраструктуры, связанной с городским электрическим транспортом.
2. Существующие источники энергетических установок электромобилей и электробусов
В мире распространены три вида возможных источников автономного энергопитания электромобилей: супераккумуляторы, суперконденсаторы и дизельэлектростанции. Однако все эти источники не нашли широкого применения:
- Электробусы на суперконденсаторах быстро заряжаются и быстро разряжаются, удаление от зарядной станции возможно в пределах 2-3 км.
- Электробусы на литий-ионных аккумуляторах имеют высокую стоимость (500-700 тыс долларов). Вес батареи составляет 3,5 т, дальность поездки без подзарядки примерно 150-180 км. Время зарядки большими токами — 1,5-2 часа, что требует развитых мощных электрокабельных линий.
- Электробусы с дизельэлектростанцией не решают проблему экологии и малоэффективны с энергетической точки зрения, так как повышение КПД сжигания дизельного топлива уничтожается потерями за счёт КПД электростанции.
Тем не менее, по мнению большинства экспертов, будущее автомобилестроения — за электрическими видами транспорта. С открытием в начале этого века высоких показателей проводимости у железофасфата лития в совокупности с нанотехнологиями нанесения на катод углерода открылись новые перспективы в развитии электромобилестроения.
3. Описание предлагаемого проекта
На данном этапе научно-технического развития основные вопросы применения накопителей энергии (НЭ) на транспорте связаны с обоснованием и выбором источника энергии, а также режимами его функционирования.
В Новосибирской области в этом году заканчивается строительство крупного завода по производству силовых литий-ионных аккумуляторов, изготовление которых основано на нанотехнологиях нанесения углерода на катод. В городе создана научно-промышленная группа под руководством первого заместителя мэра Новосибирска А.Е. Ксензова. В эту группу входят специалисты и научные кадры Новосибирского завода химических концентратов, Научно-исследовательского института химии твёрдого тела Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного технического университета, Управления пассажирских перевозок мэрии, ООО НПФ «АРС-ТЕРМ», ООО НПФ «Ирбис», ОАО «Сибэлтранссервис», ООО «Сибирский троллейбус» и другие организации. В рамках работы этой группы на производственной базе ОАО «Сибэлтранссервис» создан опытный образец транспортного средства, способного передвигаться в режимах троллейбуса и электробуса с питанием от батареи литий-ионных аккумуляторов.
Рис. 1. Троллейбус СТ-6217 с повышенным ресурсом автономного хода
Рис. 2. Внешний вид троллейбуса
Рис. 3. Вид троллейбуса спереди
Рис. 4. Штангоуловители троллейбуса СТ-6217
Рис. 5. Размещение электрооборудования на крыше троллейбуса
Пробег опытного образца в режиме электробуса составил 39 км при снаряжённой массе и 28 км при полной массе троллейбуса. После пробега в режиме электробуса троллейбус, двигаясь под контактной сетью, производит подзаряд аккумуляторов. При торможении в режиме троллейбуса и электробуса кинетическая энергия превращается в электрическую и идёт на подзаряд аккумуляторов.
Большой автономный ход троллейбуса обеспечивается установкой под полом батареи литий-ионных аккумуляторов (ЛИА), состоящей из 168 аккумуляторов. Ёмкость аккумуляторов 90 А*час. Вес батареи — 480 кг. Цена комплекта аккумуляторов — 870 000 рублей. Ориентировочная цена троллейбуса СТ-6217 с такой энергетической установкой производства ОАО «Сибэлтранссервис» составляет 7,5 млн. руб. Срок службы аккумуляторов зависит от условий эксплуатации. Рекомендации по эксплуатации даёт завод-изготовитель троллейбуса после ознакомления с маршрутом и условиями работы. Срок службы аккумуляторов зависит от количества циклов, а количество циклов — от степени разрядов во время циклов. При условиях эксплуатации, когда разряд аккумуляторов достигает до 60% (отклонение от контактной сети на 15 км), срок службы будет составлять 8000-10000 циклов или 7 лет из расчёта протяженности оборотного рейса 37 км (в том числе 15 км без контактной сети) при средней работе 12 часов и эксплуатационной скорости 16 км/час — 12 / (37:16) = 5 циклов в день. Чем меньше дальность автономного хода, тем больше срок службы аккумуляторов. Так, если путь без контактной сети будет равен 10 км в течении одного оборотного рейса, то срок службы аккумулятора будет составлять 10,5 лет. Указанные расчёты произведены для полной массы троллейбуса в период срока службы аккумуляторов, то есть реальные условия эксплуатации значительно легче. Все эксплуатационные показатели могут быть увеличены за счёт выбора более ёмких аккумуляторов, но это приведёт к удорожанию транспортного средства.
Важно отметить и то, что изготовленный опытный образец троллейбуса СТ-6217 имеет наиболее оптимальные показатели веса и стоимости аккумуляторов на 1 т*км пробега транспортного средства.
Важным экономическим показателем является долговечность работы ЛИА.
Рис. 6. Задняя часть салона троллейбуса
Рис. 7. Задняя часть салона троллейбуса
Рис. 8. Задняя дверь
Рис. 9. Система учёта количества пассажиров на задней двери
Рис. 10. Индикатор количества вошедших и вышедших пассажиров
Рис. 11. Система информирования пассажиров
Рис. 12. Приборная панель
Рис. 13. Приборная панель
Рис. 14. Электронный спидометр
Рис. 15. Оборудование наблюдения за салоном троллейбуса
4. Достоинства предлагаемого проекта
4.1. Электроподвижной состав приобретает свойство автономного хода и повышенную маневренность, что позволит:
- проезжать спецчасти контактной сети (стрелки, пересечения) на большой скорости с опущенными токоприёмниками, убрать контактную сеть и её спецчасти с отдельных улиц и площадей;
- продлить существующие троллейбусные маршруты на 10-15 км;
- расширить троллейбусную маршрутную сеть за счёт возможности передвижения от одной троллейбусной линии к другой.
4.2. Автобусы на маршрутах, имеющих частично общую трассу с троллейбусами, можно заменить на троллейбусы.
4.3. Во время движения под контактной сетью троллейбус с ЛИА является постоянно действующим потребителем энергии, рекуперируемой в сеть самим троллейбусом и другими троллейбусами при торможении. Это позволит экономить до 20% тяговой электроэнергии. Общая экономия электроэнергии с учётом экономии на ликвидации балластных пуско-тормозных сопротивлений, по самым скромным подсчётам, составит около 50%.
4.4. Развитие маршрутной сети экологически чистого вида транспорта не потребует никаких финансовых затрат (не нужны контактно-кабельные линии и тяговые подстанции). Предоставляется возможность повысить энерго- и экономическую эффективность использования существующих контактно-кабельных линий и сооружений ГЭТ.
4.5. Предоставляется возможность создания и развития инфраструктуры, обеспечивающей эксплуатацию будущих электромобилей и электробусов.
4.6. Энергосистемы регионов и страны подвергнутся оценке, будут выработаны организационно-технические мероприятия к их наиболее эффективной эксплуатации и подготовки для массовой эксплуатации электрического транспорта.
5. Возможности экономии энергоресурсов, повышения энергоэффективности энергосистем
Внедрение троллейбусов с ЛИА и энергосберегающими электронными приводами позволит в значительной степени экономить вырабатываемую электроэнергию, а также повысит энергоэффективность существующих контактно-кабельных линий ГЭТ, энергосистем, электростанций, всей энергосистемы страны, послужит толчком к её развитию, а вместе с тем развитию экономики страны.
5.1. Экономия электроэнергии за счёт рекуперации
В настоящий момент троллейбусы с электронным приводом могут рекуперировать энергию в сеть, превращая кинетическую энергию движения в электрическую. Однако потребление этой энергии возможно только при временном совпадении процесса потребления энергии другим троллейбусом, находящимся на данном участке контактной сети (фидере). Практическая экономия в расчётах с применением вероятностных методик оценивается в 15-20% от всей рекуперированной энергии. В троллейбусах с реостатно-контакторными системами управления рекуперирование энергии в сеть вообще невозможно и при гашении кинетической энергии троллейбуса, приобретённой им при разгоне, генерируемые двигателем токи гасятся на тормозных сопротивлениях и превращаются в тепло. Тормозные токи в существующих моделях троллейбусов составляют от 0 до 200 А. Учитывая, что троллейбус с ЛИА потребляет ток заряда 45А, можно сказать, что находящийся в единственном числе на фидере троллейбус с ЛИА сэкономит 5-6% собственной потреблённой на разгон электроэнергии. В случае отсутствия негативного воздействия на катоды пиковых зарядных токов или нахождения на фидере 5-6 троллейбусов эта экономия может быть доведена до 25-30%.
По данным МКП «Горэлектротранспорт» г. Новосибирска, потребление на 1 км пробега у троллейбуса составляет 3,2 кВт*час при наличии всего лишь 20% подвижного состава с энергоэффективными электронными приводами. Учитывая, что троллейбус с энергоэффективным приводом потребляет на 30% электроэнергии меньше, чем троллейбусы с реостатно-контакторной системой управления, можно сказать, что троллейбус с электронной системой управления потребляет с учётом потерь в линиях 2,4 кВт*час на 1 км пробега. Следовательно, при максимально благоприятном стечении обстоятельств троллейбус с ЛИА может экономить дополнительно 0,6 кВт*час на 1 км пробега. То есть, затраты у троллейбуса с ЛИА с учётом потерь в линиях на 1 км 1,8 кВт*час, без учёта потерь — 1,2 кВт*час.
Учитывая, что троллейбус в год проходит 50-60 тыс. км, дополнительная экономия составит 50 000 * 0,6 * 2руб. 50 коп. = 75 000 руб.
5.2. Экономия за счёт повышения эффективности энергосистем, контактно-кабельных линий подлежит более глубокому анализу существующих показателей их эксплуатации и должна осуществляться после проведения специальных расчётов энергосистем.
5.3. Экономия энергоресурсов за счёт замены части автобусов на троллейбусы с большим автономным ходом. Замена автобуса, имеющего на 50-60% общую трассу с троллейбусной маршрутной сетью, экономична по следующим факторам:
- позволяет экономить на энергетической составляющей себестоимости перевозки пассажиров;
- позволяет увеличить плотность подвижного состава на фидере и за счёт этого увеличивает экономию электроэнергии путём увеличения потребления рекуперированной электроэнергии при торможении;
- повышает энергоэффективность в целом существующих энергосистем;
- снижает эксплуатационные затраты за счёт большей надежности и долговечности троллейбуса.
Согласно норм расхода бензина и дизельного топлива, установленных распоряжениями Минтранса России №АМ-23-Р от 14 марта 2008 г., расход топлива у автобусов марки ЛиАЗ-5256 равен в среднем 45 литров на 100 км. Расход электроэнергии у троллейбуса с учётом расхода энергии на заряд ЛИА составляет 1,8 кВт*час на 1 км пробега.
Энергетическая составляющая на 1 км пробега у автобуса составляет 45 л * 25 руб. / 100 км = 11 руб. 25 коп.
Энергетическая составляющая у троллейбуса на 1 км пробега составит 1,8 кВт*час * 2,5 руб. = 4 руб. 50 коп.
Экономия в год на одном транспортном средстве составит: (11,25 – 4,5) * 50 000 км = 337 500 руб.
Только за счёт сэкономленной электроэнергии аккумуляторы окупятся за 2,6 года, а общие затраты на удорожание троллейбуса за счёт установки ЛИА в размере 1,6 млн. руб. окупятся за 4,75 года.
Приведённые расчётные величины не учитывают экономии, достигаемой за счёт повышения эффективности использования энергосистем и основных производственных фондов. По мере прироста электроподвижного состава себестоимость перевозок будет падать за счёт повышения эффективности использования основных производственных фондов ГЭТ.
6. Цель проекта
Проект имеет многоцелевое значение. Цели подразделяются на общегосударственные и местного значения.
Общегосударственными целями являются:
- подготовка различных энергосистем к массовой эксплуатации электрического транспорта;
- разработка эффективного, экономичного, надёжного, конкурентноспособного на мировых рынках транспортного средства, являющегося переходящей моделью между троллейбусом и электробусом;
- сдерживание роста себестоимости перевозки пассажиров на городских маршрутах и, как следствие, сдерживание тарифов на транспортные услуги, и вместе с этим — сдерживание социальной напряжённости в городах страны.
Целями местного значения являются:
- возможность продления существующих троллейбусных маршрутов без строительства контактно-кабельных линий и тяговых подстанций на 10-15 км, увеличение доли экологически чистого, экономически эффективного транспорта;
- возможность замены части автобусов на городских маршрутах троллейбусами;
- возможность постройки эффективных структурных вылетных троллейбусных линий в средних городах;
- возможность повышения энергоэффективности существующих систем энергоснабжения и экономической эффективности основных фондов ГЭТ;
- развитие сети зарядных станций для будущих электробусов и электромобилей на базе существующих энергосистем ГЭТ.
7. Потребители и характеристики сбытовой политики
Потребителями троллейбусов с большим автономным ходом могут быть администрации городов, в которых уже сейчас имеются троллейбусные сети. Предполагается производить замену морально и физически устаревшего подвижного состава с учётом потребности в использовании троллейбусов в режимах электробуса (автономного хода). В России 10 тыс. троллейбусов эксплуатируется в 87 городах, 5,5 тыс. из них требуют замены в порядке естественного воспроизводства.
Предполагается двойной прирост инвентарного парка троллейбусов за счёт увеличения протяжённости маршрутов без строительства контактной сети и замены части автобусов на троллейбусы.
Достаточно объёмной представляется возможность экспорта троллейбусов в страны, где уже имеются троллейбусы. Считаем возможным экспортировать троллейбусные комплекты в страны, где наша страна производит строительство атомных электростанций.
Предполагаемый объём ежегодных продаж троллейбусов с большим автономным ходом — 1000-1500 единиц на сумму 7,5-11,5 млрд. руб.
Однако следует отметить, что приобретение подвижного состава без государственной поддержки в значительной степени ограничено и может привести к полной остановке заводов отечественного автопрома.
8. План продвижения проекта
Достигнутые показатели опытного образца троллейбуса СТ-6217 позволяют утверждать о возможности его широкого применения на городских маршрутах.
Учитывая масштабность новизны, оригинальности созданного транспортного средства и практической сложности замены существующего парка троллейбусов на троллейбусы с большим автономным ходом, дальнейшее продвижение проекта требует на первом этапе принятия принципиальных решений и должно осуществляться по двум направлениям:
- создание новых муниципальных троллейбусных маршрутов, имеющих участки без контактной сети;
- создание частных троллейбусных маршрутов, либо маршрутов со смешанными формами собственности.
Прирост электротранспортных средств за счёт применения троллейбусов с большим автономным ходом должен иметь программный подход и должен включать в себя нижеследующие основные разделы.
- расчёт пропускных возможностей существующих контактно-кабельных линий, определение технических мероприятий, увеличивающих их пропускную способность;
- создание комплексных маршрутных схем в крупных городах и их агломерациях;
- создание реальных маршрутов с использованием троллейбусов с большим автономных ходом;
- опытная эксплуатация троллейбусов с большим автономным ходом, создание более совершенного транспортного средства на электрической тяге.
Осуществление всех этих этапов может происходить последовательно. Сначала в одном городе, затем в рамках Сибирского и Дальневосточных Федеральных округов и в масштабе всей страны.
Для достижения реальных практических результатов необходима Федеральная программа по развитию городского электрического транспорта как основного вида транспорта в городских пассажирских перевозках. Программа должна предусматривать мероприятия, значительно повышающие эксплуатационную скорость трамвая и троллейбуса, основным из которых должно быть строительство транспортных развязок в крупных промышленных центрах страны.
«Дождь... Над Невой туман. Львы намочили гривы». И среди этого пейзажа... Автобус? Нет, троллейбус, который может двигаться без проводов! Он побывал в Санкт-Петербурге, и я принял участие в его испытаниях.
Д ержись крепче, - советует водитель, - сейчас покажу динамику разгона!» Она на уровне легковой машины - хотя речь идет о троллейбусе, который двигался с опущенными штангами!
Начнем с цитаты из справочника «Городской транспорт и организация движения», изданного еще в 1960 году. «Троллейавтобусы (сочетание троллейбуса с дизель-электрическим автобусом) и троллейаккубусы (где установлена аккумуляторная батарея) могут применяться в центральных районах крупных городов, где нежелательна подвеска контактной сети... Работая на линии в основном как троллейбус, отдельные участки машина сможет проходить с притянутыми штангами токоприемника, не требуя контактного провода. Недостатки этого транспорта следующие: сложность силового оборудования и большая стоимость».
С тех пор прошло больше полувека, и вот он, троллейаккубус, а точнее - троллейбус с автономным ходом. Его название - Тролза-5265.02 Мегаполис, а в Санкт-Петербург машину привезли в преддверии чемпионата мира по футболу: предполагается, что такие будут доставлять пассажиров на новый стадион на Крестовском острове. Троллейбусная линия туда не проложена, а возить болельщиков автобусами, хоть и современными, неэкологично: в моде «нулевой выхлоп».
Но если электробусы только проходят испытания, «троллейаккубусы» марки Тролза уже выпускаются. Такие поставлялись в Тулу (16 машин), Нальчик (10 экземпляров) и даже Аргентину, для городов Кордова и Росарио (7 и 12 штук соответственно). А всего к концу 2017 года должен быть произведен 101 экземпляр.
Кстати, машины для Росарио были отгружены совсем недавно, в январе, и известна их цена: около 350 тысяч долларов, или же более 20 млн рублей. Экземпляр, показанный в Питере, несколько дешевле - около 17 млн рублей, что сопоставимо с ценой газового автобуса ЛиАЗ.
Салон напоминает низкопольные автобусы ЛиАЗ. В нем предусмотрено место даже для собаки-поводыря!
И, честное слово, если по Питеру начнут ходить такие машины, я стану охотно ими пользоваться! Троллейбус полностью низкопольный, да еще с системой «приседания» (kneeling). Широкие двери с активной кромкой (такие не зажмут руки-ноги) ведут в просторный и светлый салон с противоскользящим полом. В нем - рассеянное диодное освещение, которое включается автоматически, от датчика. Двойные стеклопакеты, многозонный климат-контроль...
Около места для инвалидной коляски есть не только сенсорная кнопка с подсветкой и шрифтом Брайля, но и переговорное устройство. Даже для собаки-поводыря предусмотрено место!
Троллейбус низкопольный, однако задний вход выполнен затейливо
А еще в салоне тепло. В автобусе каждая лишняя печка - это нагрузка на генератор, двигатель, систему охлаждения. Троллейбус - иное дело, ничего этого в нем нет, лишь преобразователь 550/28 В. А поскольку энергии в сети хоть отбавляй, то буквально под каждое сиденье можно поставить печку (а в теории - и разместить розетки для зарядки мобильников с планшетами).
Кабина водителя напоминает пилотскую - или же рубку корабля. Все пространство передней панели усыпано кнопками, кабина увешана гаджетами, но самое впечатляющее - щиток приборов. Поскольку машина оснащена CAN-шиной, на дисплей выводится информация из бескрайнего меню - от уровня омывайки в бачке до инструкции по эксплуатации со всеми электрическими схемами.
Разумеется, здесь есть видеокамеры и терминал системы ГЛОНАСС, причем тоже непростой. Через спутник система видит троллейбус на маршруте и автоматически объявляет остановки!
А еще связывает троллейбус с парком и дает возможность не только удаленно следить за системами машины, но и выводить сообщения для водителя - например, о том, что не работает один из поворотников.
Управление элементарное: нажал кнопку выбора хода (вперед или назад), притопил правую педаль (не газа, а ходовую) и поехал. Гляди через отапливаемое лобовое стекло, проверяй обстановку по огромным зеркалам (также с обогревом и электрорегулировками) - и рули от остановки к остановке! Ускорение ограничено «мозгами»: тяга у электродвигателя огромная. Максимальная скорость тоже ограничена отметкой 60 км/ч, а тормозить помогает электроретардер - система электродинамического торможения. Более того, здесь реализована рекуперация энергии при торможении: около 20% потраченной энергии возвращается в контактную сеть.
Еще одно преимущество для водителя - система автоматического подъема-опускания штанг. В нужном месте можно, нажав кнопку, сложить «рога» - и троллейбус превратится в электробус.
Что мы, собственно, и делали для фотосъемки около Ростральных колонн Васильевского острова. Жаль только, с постановкой токосъемников на провода все не так просто: автоматически «рога» можно поднять лишь там, где на контактной сети есть направляющие. Я видел их только в троллейбусном парке. Так что после нашей фотосъемки водитель действовал по старинке: обходил троллейбус и веревками «крепил такелаж».
Но автономный ход - это действительно здорово. На машине установлено два блока литий-титанатных батарей Toshiba и обещано, что троллейбус может проехать на них - без контактной сети, при полной нагрузке - 15 километров. Представляете, как удобно объезжать пробки и заторы? Да и обрывы сети не страшны: все троллейбусы стоят, а этот - едет на радость пассажирам!
Кстати, на более ранние экземпляры устанавливались российские аккумуляторы Роснано-Лиотех, но сейчас имущество новосибирского завода Лиотех выставлено на продажу...
Что касается прочих технических особенностей, то оба моста носят марку ZF. А элементы подвески, шины и тормозные колодки унифицированы с автобусами ЛиАЗ - что очень удобно для парков, где работает и электрический, и дизельный транспорт.
Еще необычно, что электродвигатель, устройство управления им, преобразователь, компрессор - отечественного производства. Компрессор, кстати, здесь винтовой - беззвучный и без вибраций.
Основное место в заднем отсеке занимает компрессор (он установлен справа)
И вообще троллейбус очень тихий, жаль только, гудит гидроусилитель рулевого управления. По словам питерских специалистов, логичней было бы установить электроусилитель: он проще, тише и не боится морозов.
Отметили они и другие недочеты. Во-первых, аккумуляторы весом почти 700 кг, расположенные на крыше, - это не очень хорошо: они сильно повышают центр тяжести и влияют на устойчивость. Может, стоит пожертвовать низкопольностью и установить батареи под полом сзади, как это уже делается в Европе?
На крыше под кожухом с надписью «не наступать» расположены тяговые аккумуляторы
Во-вторых, странно выполнены задние углы кузова со встроенной светотехникой: они пластиковые и приклеены к основанию. Каково их будет чинить даже после небольшой аварии?
Неясно, зачем в стеклопакеты вклеены форточки: выезд на линию с неработающим кондиционером запрещен! Наконец, отсутствуют упомянутые зарядные розетки в салоне, которым пассажиры были бы только рады.
Как бы то ни было, в ходе испытаний Мегаполис успешно преодолел «на батарейках» восемь километров по маршруту, предназначенному для доставки зрителей на стадион. И есть все шансы, что болельщики поедут на Крестовский остров как раз на таких машинах - недешевых, но быстрых, тихих, экологичных и даже способных двигаться без проводов.
| Паспортные данные | |
|---|---|
| Модель | Тролза-5265.02 Мегаполис |
| Число мест | |
| общее | 100 |
| для сидения | 35-37 |
| Габаритные размеры, мм | |
| длина | 12335 |
| ширина | 2550 |
| высота | 3470 |
| Снаряженная масса, кг | 10580 |
| Полная масса, кг | 17380 |
| Электродвигатель | ДТА-1У1 переменного тока |
| Макс. мощность, кВт | до 180 |
| Тип аккумуляторов | литий-титанатные |
| Емкость, А·ч | 80 |
| Макс. скорость, км/ч | 60 |
ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ
Троллейбус с автономным ходом
С. И. ПАРФЕНОВ, генеральный директор ОАО «Сибэлтранссервис»
В Новосибирске, на маршруте «Аэропорт Толмачево» - станция метро «Заельцовская», больше года работает новый троллейбус СТ6217М. Протяженность маршрута в однопутном исчислении - 45,56 км, из них 17 км троллейбус двигается без контактной сети, питая двигатель от батареи литий-ионных аккумуляторов (ЛИА).
Транспортное средство, которое по ряду основных характеристик может считаться уникальным, создано силами нескольких предприятий - завода ООО «Лиотех», ОАО «Сибэлтранссервис», ООО «Сибирский троллейбус», ООО «НПФ „Ирбис"», ООО «НПФ „Арс-Терм"», НИИ химии твердого тела Сибирского отделения РАН, Новосибирского государственного технического университета, при участии транспортных предприятий мэрии Новосибирска и ее руководителей.
Принцип работы и технические характеристики
Пробег опытного образца в режиме электробуса составил 60 км при полной массе троллейбуса. Данный показатель на практике будет существенно выше, поскольку фактическая наполняемость во время работы на линии значительно меньше максимальной.
Большой автономный ход троллейбуса обеспечивается за счет установки под полом батареи ЛИА, состоящей из 144 аккумуляторов. Емкость аккумуляторов - 240 А-ч. Вес батареи - 1060 кг, что чуть более 5% от полной массы троллейбуса.
Подзаряд аккумуляторов производится, когда троллейбус после пробега в режиме электробуса движется под контактной сетью, а также при торможении в обоих режимах: кинетическая энергия превращается в электрическую и идет на подзаряд. Отрыв от контактной сети и установка токоприемников осуществляются путем нажатия кнопки из кабины водителя.
Срок службы аккумуляторов определяется условиями эксплуатации - в частности, количеством циклов, которое, в свою очередь, зависит от степени разрядов во время циклов. Если условия таковы, что разряд аккумуляторов достигает 50-60 %, т. е. происходит отклонение от контактной сети на 30-40 км, то срок службы будет составлять 8-10 тыс. цик-
лов, или 9-10 лет. Чем меньше дальность автономного хода, тем больше срок службы аккумуляторов. Завод-изготовитель троллейбуса после ознакомления с маршрутом и условиями эксплуатации дает рекомендации по эксплуатации.
Маршрут № 401 работает больше года, и никаких изменений технических характеристик аккумуляторов пока не обнаружено.
Аналогов данной модели не существует. В настоящее время заводы выпускают троллейбусы с автономным ходом до 500 м, которые способны на малой скорости объехать препятствия, например место ДТП. В ОАО «Транс - Альфа» ранее выпустили троллейбус на суперконденсаторах, автономный ход которого составлял до 5 км, но для него требовалось большое количество зарядных станций, и проект не нашел широкого применения.
Ключевые преимущества
Обладая такими свойствами, как автономный ход и повышенная маневренность, электроподвижной состав
может проезжать спецчасти контактной сети (стрелки, пересечения) на большой скорости с опущенными токоприемниками - что, в свою очередь, позволяет убрать контактную сеть и ее спецчасти с отдельных улиц и площадей.
Благодаря внедрению новинки троллейбусные маршруты можно будет продлить на 30-40 км, а троллейбусную маршрутную сеть расширить за счет возможности передвижения от одной троллейбусной линии к другой.
Автобусы, маршрутная трасса которых частично совпадает с троллейбусной, целесообразно будет заменить на троллейбусы. Затраты автобуса на энергию на 1 км пробега в 2,5-3 раза больше, чем у троллейбуса на ЛИА, который тратит на 1 км пробега 1,8 кВт-ч с учетом потерь в линиях, или 1,2 кВт-ч по счетчику, установленному на троллейбусе. Таким образом, замена позволит:
Экономить на стоимости энергетической составляющей себестоимости перевозки пассажиров;
Увеличить плотность подвижного состава на фидере и экономить электроэнергию за счет увеличения потребления рекуперированной электроэнергии при торможении;
ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ
Повысить энергоэффективность существующих энергосистем в целом;
Снизить эксплуатационные затраты за счет большей надежности и долговечности троллейбуса.
Кроме того, троллейбус с ЛИА дает возможность дополнительно экономить до 20% тяговой электроэнергии. Такой троллейбус, двигаясь под контактной сетью, предоставляет постоянно действующего потребителя в виде заряжающихся ЛИА, которые постоянно потребляют энергию, рекуперированную при торможении как самим троллейбусом, так и другими троллейбусами. Общая экономия тяговой электроэнергии, с учетом экономии на ликвидации балластных пускотормоз-ных сопротивлении, по самым скромным подсчетам, составит около 50 %.
Развитие маршрутной сети экологически чистого вида транспорта не потребует никаких дополнительных финансовых затрат - например, на расширение контактно-кабельных линий и тяговых подстанций. При этом энергетическая и экономическая эффективность использования действующей инфраструктуры городского электротранспорта повысится, что значительно улучшит экономику данной отрасли и, как следствие, сдержит рост тарифов на перевозки.
Затраты энергии троллейбуса СТ6217М на однодневный пробег 200 км составляют около 600 руб., затраты обычного троллейбуса - 1000 руб., автобуса - 2000 руб. Таким образом, троллейбус на ЛИА только за счет низких затрат на энергию позволяет сэкономить около 0,5 млн руб. в год. Полагаю, для перевозчиков это серьезный довод в пользу того, чтобы сменить автобус на троллейбус.
Дальнейшие шаги
Опытная эксплуатация троллейбуса СТ6217М позволяет спрогнозировать наступление периода бурного развития электрического транспорта - электробусов и электромобилей.
Поскольку в России и ряде стран ближнего и дальнего зарубежья широко развито троллейбусное движение со всей необходимой инфраструктурой (в нашей стране 88 городов имеют троллейбусные сети), начинать массовую эксплуатацию электромобилей целесообразно именно с таких переходных моделей, как троллейбусы с большим автономным ходом на ЛИА. Именно существующая материально-техническая база городского электротранспорта, его инфраструктура позволят без подготовки приступить к массовой эксплуатации электротранспорта, развить ее и усовершенствовать.
Внедрение троллейбусов с ЛИА и энергосберегающими электронными приводами - это важный шаг в развитии системы общественного транспорта, энергосистемы нашей страны и ее экономики в целом.
Проект имеет многоцелевое значение, причем цели подразделяются на общегосударственные и местного значения. К общегосударственными относятся:
Подготовка различных энергосистем к массовой эксплуатации электрического транспорта;
Разработка эффективного, экономичного, надежного, конкурентоспособного на мировых рынках транспортного средства;
Сдерживание роста себестоимости перевозки пассажиров на городских маршрутах, роста тарифов на транспортные услуги и, соответственно, социальной напряженности в стране.
Целями местного значения являются:
Развитие сети городского электротранспорта;
Увеличение доли экологически чистого, экономически эффективного транспорта большой вместимости;
Повышение энергоэффективности существующих систем энергоснабжения и основных фондов городского электротранспорта;
Развитие на базе существующих энергосистем сети зарядных станций для будущих электробусов и электромобилей.
Учитывая масштабность и степень новизны проекта, оригинальность созданного транспортного средства и практическую сложность замены существующего парка троллейбусов и автобусов на троллейбусы с большим автономным ходом и электробусы, следует признать, что дальнейшее продвижение проекта требует на первом этапе принятия принципиальных решений. В частности, необходимо двигаться к созданию частных троллейбусных маршрутов либо маршрутов со смешанными формами собственности, и мы можем принять участие в этом процессе.
Прирост электротранспортных средств за счет применения троллейбусов с большим автономным ходом невозможен без программного подхода, который должен включать в себя:
Расчет пропускных возможностей существующих контактно-кабельных линий, определение технических мероприятий увеличивающих их пропускную способность;
Создание комплексных маршрутных схем в крупных городах и их агломерациях;
Создание муниципальных, частных и со смешанной формой собственности маршрутов с использованием троллейбусов с большим автономным ходом;
Опытная эксплуатация троллейбусов с большим автономным ходом и создание на ее базе более совершенного транспортного средства на электрической тяге.
Для достижения практических результатов в реализации проекта необходима федеральная программа по развитию электрического транспорта как основного вида транспорта, инициатором которой хотелось бы видеть Минтранс РФ.