W rajdach WRC, w wyścigach F1, w lotnictwie cywilnym Dreamliner, a na kolei Pendolino. A co w komunikacji miejskiej?
Przykładem najbardziej zaawansowanego technicznie autobusu są elektrobusy czyli autobusy elektryczne. Najnowocześniejszy z nich niedawno przyjechał do Miejskichch Zakładów Autobusowych w Warszawie na trzyletnie testy i miałem przyjemność być pierwszym kierowcą, który wyjechał nim na miasto.
Autobus ten to Solaris New Urbino 18 Electric, któremu nadano nr boczny 7100
- 7xxx to wg najnowszej numeracji autobusy przegubowe nisko lub zeroemisyjne,
- x1xx to symbol zajezdni na jakiej stacjonuje (R-1 Woronicza),
- xx00 to numer kolejny.
Co ciekawe w tym roku to właśnie elektryczny Solaris Urbino dostał tytuł Bus of the Year (międzynarodowy autobus roku).
Ale o co chodzi z tą szumnie zapowiadaną nowoczesnością?
Przecież od ponad dwóch lat po Warszawie jeżdżą już autobusy elektryczne…
Można też podać przykład trolejbusów, które powstały kilkadziesiąt lat temu. A przecież autobus elektryczny to prawie taki trolejbus. No właśnie: słowo prawie ma tu największe znaczenie. Trolejbus potrzebuje trakcji, a autobus elektryczny już nie. Niby mała, ale tak naprawdę znacząca różnica.
Już w latach siedemdziesiątych na warszawskich ulicach pojawił autobus elektryczny. Co jeszcze ciekawsze był to polski Jelcz! Jednak właśnie największym problemem było dostarczenie i przechowanie w nim energii elektrycznej. Wtedy wymyślono, że autobus będzie jeździł z przyczepą, w której umieszczono akumulatory. Po dojechaniu do pętli kierowca miał odłączać przyczepkę, podpinać do zasilania, a do autobusu podczepić inną, wcześniej naładowaną. I tak co pętlę podmiana przyczepki na naładowaną do pełna. Rozwiązanie teoretycznie wydawało się proste i skuteczne. Ale w komunikacji miejskiej „ulica” obnaża wszystkie niedoskonałości! Tu najsłabszy punkt na pewno da o sobie znać. Jak bliska analogia do mojej pasji: sportu samochodowego…
Dopiero w naszych czasach udało się stworzyć i zaadoptować baterie, które w połączeniu ze specjalnymi ładowarkami (ładowanie większym prądem) pozwoliły na wprowadzenie autobusu elektrycznego do codziennego użytku. Warto tu dodać, że Polska jest pionierem i liderem zarówno w produkcji jak i eksploatacji autobusów elektrycznych. A technologia ta cały czas się rozwija.
Trzeba też wspomnieć, że dziesięć pierwszych elektrobusów w Miejskich Zakładach Autobusowych jest cały czas modernizowanych i udoskonalonych przez producenta, firmę Solaris. Tu nie ma tak, że kupi się gotowe rozwiązanie: produkt i infrastrukturę. Do rozwiązań, które okażą się najbardziej optymalne dochodzi się latami zbierając doświadczenie. Już dzisiaj zamawiając autobus elektryczny możemy wybrać naprawdę wiele opcji. Różne ogniwa, silniki, wyposażenie, a nawet standardy, bo te jeszcze nie są odgórnie ustalone. I dlatego potrzeba tu przetestowania pewnych rozwiązań, szczególnie, że w najbliższym czasie MZA ma zamiar rozszerzyć flotę autobusów elektrycznych do 160 egzemplarzy!
I właśnie dlatego Solaris wyprodukował dla nas (MZA w Warszawie) elektrobus posiadający najnowocześniejsze dostępne rozwiązania techniczne. Jednocześnie autobus trzyma się wcześniej ustalonych przez MZA standardów (np. rodzaj ogniw). Na bazie doświadczeń z autobusem o numerze bocznym 7100 zostanie przygotowana specyfikacja pojazdów do najbliższego przetargu na 130 elektrycznych autobusów. Myślę też, że na tym egzemplarzu i Solaris testuje rozwiązania jakie proponuje swoim klientom. Bo w końcu bardzo ciężka eksploatacja autobusu w Warszawie i wymagający klient jakim jest MZA to znakomity poligon doświadczalny dla producenta.
Co nowego posiada egzemplarz 7100 w stosunku do innych elektryków (zarówno tych w Warszawie jak i innych miastach (Kraków, Jaworzno itp.))?
Nie będę tu się skupiał na designie czy pulpicie pozbawionym przycisków fizycznych (tzw. glass cockpit: rozwiązanie to od niedawna podbija lotnictwo), bo to jest tylko taka wisienka na torcie. Dodaje uroku, ale ma drugorzędne znaczenie. Póki co kierowcy muszą się do tego przyzwyczaić. Pytanie, czy taki pulpit będzie się zawieszał i czy nie będzie z nim problemów. W Jaworznie do glass cockpitu dołożono fizyczne przyciski do otwierania drzwi. Testy pokażą, czy warto zrobić tak samo i u nas. Z racji tego, że zarządzanie pulpitem oparte jest na systemie operacyjnym Windows to można na nim zagrać w pasjansa…
Ciekawe czy będzie kiedyś skarga od pasażera typu:
kierowca gra w czasie jazdy w karty z autobusem!
Największą zmianą w stosunku do aktualnie eksploatowanych autobusów są silniki.
Do tej pory był jeden (w solówce o mocy 160 kW, w przegubowcu 240 kW), duży, umieszczony centralnie lub z tyłu pojazdu (w Ursusie o mocy 175 kW). W takim rozwiązaniu moment obrotowy przekazywany jest na koła za pomocą klasycznego wału napędowego i mostu napędowego (w każdym autobusie niskopodłogowym stosuje się tzw. mosty portalowe).
W 7100 zastosowano mosty elektryczne ZF AVE130, które posiadają dwa silniki umieszczone bezpośrednio przy piastach. Wyeliminowano przy tym klasyczny dyferencjał. Takie rozwiązanie pozwala na zwiększenie powierzchni dla pasażera i obniżenie masy o ponad 200 kg. Zyskano dzięki temu dwa miejsca siedzące i to najlepszej jakości, bo dostępne bezpośrednio z podłogi (nie ma żadnego podestu itp.). Użytkowa moc silników wynosi 2 x 60 kW, a maksymalna 2 x 125 kW. Rozwiązanie to wydaje się być idealne do komunikacji miejskiej, kiedy tylko chwilowo korzystamy z mocy maksymalnej, a niższa moc użytkowa to większa oszczędność energii. Oczywiście testy wykażą jak to jest w praktyce.
Nowe są też drzwi Ventura. Chyba najwyższa półka w autobusach miejskich. Pierwsze, trzecie i czwarte drzwi to klasyczna konstrukcja. Jednak z tą różnicą, że po otwarciu uszczelki nie wystają poza obrys autobusu. Ułatwia to kierowcy obserwacje boku autobusu podczas wymiany pasażerów. Drugie drzwi to też rzecz niespotykana w warszawskich autobusach, czyli drzwi odskokowo-przesuwne. Ułatwia to wejście i zajęcie miejsca osobom poruszającym się na wózkach lub z wózkami dziecięcymi. Pytanie jak to się sprawdzi w godzinach szczytu, kiedy autobus będzie zapełniony w 100%. Znowu wykażą to testy.
Do rzeczy jakich lepiej nie sprawdzać należy modułowa konstrukcja i łatwość wymiany poszczególnych elementów. Np. do zdjęcia poszycia zewnętrznego wystarczy śrubokręt. W konstrukcji praktycznie wyeliminowano klejenie czy zgrzewanie elementów. Naprawa pokolizyjna ma być szybka i sprawna, tak aby pojazd jak najszybciej wrócił do pracy.
Do tego oczywiście w 7100 jest cała masa podzespołów znana z innych autobusów elektrycznych, jak chociażby pantograf Schnug służący do ładowania w specjalnych ładowarkach jakie niebawem w ilości ok. 20 sztuk pojawią się na mieście (pierwsza już działa na ul. Spartańskiej) czy system KERS (odzyskiwanie energii z hamowania, kibicom F1 to pojęcie jest już dobrze znane).
I tu jeszcze warto podać parametry ładowania i zużycia energii elektrycznej.
Ile tak naprawdę taki autobus musi się ładować i na ile wystarczy tego prądu. 7100 posiada 6 pakietów bateryjnych o pojemności 40 kWh (razem 240 kWh). Czas ładowania zależy od zastosowanej ładowarki i systemu ładowania. W przypadku tradycyjnej ładowarki plug-in (ładowanie przewodowe, stosowane na zajezdni) możemy wybrać pomiędzy opcjami wolne i szybkie ładowanie (odpowiednio 40 i 80 kW). Łatwo policzyć, że w przypadku pustych akumulatorów potrzebujemy 3 godziny, aby autobus został naładowany do pełna. Jeżeli autobus ładujemy na pętli (a w zasadzie doładowujemy, bo takie ładowanie jest stosowane jako uzupełniające) w ładowarce pantografowej (200 kW) wtedy taki pełny proces ładowania trwałby ok. 1 godzinę i 12 minut.
Napisałem, że trwałby ponieważ zazwyczaj autobus na takiej ładowarce podłącza się na ok. 15-20 minut (tyle ile trwa postój na pętli). Podczas tego czasu uzupełnimy zapasy energii potrzebne na przejechanie jednego “kółka” (do kolejnej pętli i powrót do tej na której się ładujemy). Widać, że autobus mógłby jeździć non stop, bez potrzeby zjazdu do zajezdni, nawet i w nocy.
Oczywiście teoretycznie tak, ale z tymi przerwami bywa różnie. Czasami nie ma jej wcale. Do tego miasto jest nieprzewidywalne. Korki na ulicach mogą spowodować, że drogę, którą pokonujemy zazwyczaj w ok. 30 minut pokonamy w 60, albo i jeszcze więcej. A zużycie energii jest cały czas, także w czasie stania w korku (np. włączona klimatyzacja czy urządzenia pokładowe). Dlatego też z zajezdni autobus wyjeżdża z pełnymi bateriami trakcyjnymi, a na pętlach następuje tylko doładowanie, tak aby dziennie przejechał nawet 300 km i 20 godzin w ruchu miejskim.
Trzeba tu wspomnieć o podziale energii elektrycznej jaką dysponujemy w autobusie. Trochę ponad połowę z niej wykorzystujemy do napędu, ok. ¼ do zasilania wszystkich odbiorników elektrycznych poza układem ogrzewania/klimatyzacji, które potrzebują również niecałej ¼ baterii. I dlatego też autobus ma zamontowany piec grzewczy na tradycyjne paliwo (ON), który to kierowca włącza przy niskich temperaturach. Dzięki temu tę ćwiartkę energii możemy wykorzystać na jazdę. I żeby uspokoić tych, co słysząc to powątpiewają w ekologiczność tego rozwiązania. Taki piec zużywa nieporównywalnie mniej paliwa od silnika spalinowego. Ma też wyższą od niego sprawność (nie traci się energii na np. tarcie). Rozważania czy przy włączonym piecu elektrobus jest ekologiczny są podobne do tych, kiedy zastanawiamy się czy człowiek palący papierosa przyczynia się do powstania smogu. I w zasadzie można wysnuć tezę, że człowiek z papierosem bardziej się do tego przyczynia od pieca do ogrzewania autobusu. A to dlatego, że produkując prąd jako produkt uboczny produkujemy ciepło, które jest wydalane. I mało ekologiczne jest późniejsze zamienianie prądu na ciepło… Oczywiście autobus jest wyposażony w grzałkę elektryczną układu grzewczego, ale na każdym etapie staramy się ograniczać zużycie prądu. Warto tu zaznaczyć, że całe oświetlenie pojazdu jest oparte na diodach led. 7100 nie ma ani jednej tradycyjnej żarówki, wszystkie to energooszczędne diody led.
Koszt zakupu takiego autobusu znacznie przekracza 3 mln zł (myślę, że wartość 7100 dochodzi do 4 mln zł), ale rekompensuje to niższy koszt przejechania jednego kilometra czy świadomość, że flota takich autobusów realnie przyczynia się do ograniczenia smogu w mieście. Pojazd ten bowiem należy do grupy pojazdów o zerowej emisji zanieczyszczeń powietrza.
Czy tak będą wyglądały autobusy (130 szt.) jakie już niebawem zostaną zamówione przez MZA w Warszawie? To wykażą najpierw testy, a potem już sama procedura przetargowa. Jeżeli wygra Solaris to z zewnątrz design będzie taki sam. Pytanie tylko o zastosowane rozwiązania techniczne, bo o ich wyborze decyduje zamawiający.
Jest tylko jedna rzecz, która traci na tym całym postępie technicznym.
I dotyczy to każdego z pojazdów o jakich wspomniałem na początku tego postu. Wraz z każdą ewolucją topowych konstrukcji tracimy ułamek romantyzmu… Kiedyś kierowca to był Kierowca, pilot to był Pilot, a maszynista to był Maszynista. Dziś każdy z nich staje się jedynie dobrze wyszkolonym operatorem, realizującym masę procedur, naszpikowanego elektroniką sprzętu. I dlatego tak samo jak pilot, który chce naprawdę polatać to wsiada do szybowca, kierowca rajdowy, który w ramach hobby wsiada do rajdówki sprzed lat (patrz: dziewięciokrotny rajdowy Mistrz Świata Sebastien Loeb ostatnio wsiadł do 306 Maxi z lat 90-tych) tak i ja, jak chcę pojeździć autobusem to po pracy wsiadam w 33 letniego Autosana H9 czy niewiele młodszego Ikarusa…
