Obecnie w skali globalnej transport odpowiada za około jedną czwartą wszystkich emisji CO2 związanych z energią. Ponadto prognozuje się, że do roku 2050 emisje CO2 związane z transportem wzrosną z 6–7 gigaton do 16–18 gigaton. Czynnikiem kluczowym dla przeciwdziałania takiej perspektywie w myśl celów paryskiego porozumienia klimatycznego, które zakłada osiągnięcie na poziomie globalnym zerowej emisji krótko po roku 2050, jest czysty i wydajny transport publiczny.
Autobusy elektryczne
Elektryczne autobusy komunikacji miejskiej nie emitują praktycznie żadnych zanieczyszczeń ani gazów cieplarnianych. Są one ciche, przestronne (silniki wysokoprężne zajmują sporo miejsca) i wygodne. Znacząco poprawiają one jakość powietrza w mieście i redukują poziomy hałasu miejskiego. Pojazdy z napędem elektrycznym mają prostszą budowę i zawierają mniej części niż pojazdy z silnikiem wysokoprężnym, dlatego koszty ich utrzymania są niższe. Wadą jest jednak wysoka cena początkowa zakupu. Niemniej ceny spadają, a niskie koszty operacyjne sprawiają, że całkowity koszt własności jest coraz bardziej korzystny.
Rosnący rynek
Najnowszy raport Navigant Research dotyczący globalnego rynku autobusów elektrycznych przeznaczonych do średnich i trudnych warunków wskazuje, że w ciągu ostatnich 18 miesięcy odnotowano znaczny wzrost zamówień na autobusy elektryczne ładowane za pomocą gniazda. Raport wskazuje wzrost rzędu 40% między rokiem 2016 a 2017 w miarę poprawy jakości i obniżenia cen technologii dostępnych w ofertach producentów autobusów.
ZOBACZ TAKŻE: Solaris ma zamówienia na ponad 100 autobusów elektrycznych
Agencja Navigant Research zwraca uwagę na rosnącą liczbę i malejący koszt kluczowych elementów, takich jak akumulatory, silniki i elektroniczne układy zasilające. Dzięki tym ulepszeniom hybrydowe i akumulatorowe autobusy elektryczne stają się bardziej opłacalne dla właścicieli flot, a w ciągu kolejnej dekady spodziewany jest wzrost ich sprzedaży na wszystkich rynkach geograficznych. Agencja wskazuje również, że wyższy koszt początkowy autobusów elektrycznych oznacza, że głównymi ogniskami ich wdrażania będą regiony objęte dofinansowaniem rządowym.
ZOBACZ TAKŻE: Elektromobilność. Jak zmieniać transport i komunikację, by chronić środowisko?
Konkretnie można się spodziewać, że w ciągu kolejnej dekady globalny rynek autobusowy wzrośnie z ponad 800 000 do ponad miliona. Udział pojazdów z silnikiem wysokoprężnym spadnie przy tym z 58% do 51%. Przewiduje się, że liczba autobusów hybrydowych i elektrycznych autobusów będzie wzrastać ze skumulowanym rocznym wskaźnikiem wzrostu 2,9%, osiągając do roku 2027 22% udziału w rynku. (Inna grupa analityków przewiduje jeszcze bardziej optymistyczny scenariusz, zakładając roczny skumulowany wskaźnik wzrostu 3,5% i 22% udział w rynku do 2021 roku).
Zobowiązanie władz miejskich
Włodarze 12 dużych miast na całym świecie zobowiązali się ostatnio, że od 2025 roku floty komunikacji publicznej w ich miastach będą powiększane wyłącznie o autobusy zasilane w pełni energią elektryczną. Rezolucję tę przyjęły władze Londynu, Paryża, Mediolanu, Barcelony, Kopenhagi, Los Angeles, Quito, Mexico City, Vancouver, Seattle, Kapsztadu i Auckland. Liderzy zobowiązali się również do podjęcia kroków w celu utworzenia rozległej strefy zerowej emisji w swoich miastach do 2030 roku.
Miasta podejmują również działania wykraczające poza zadeklarowane zobowiązania. Oto kilka przykładów.
- W Londynie zamówiono ostatnio 36 dodatkowych autobusów elektrycznych, które dołączą do 51 pojazdów tego typu, jakie jeżdżą już po angielskiej stolicy. Autobusy zostaną oddane do użytku wiosną 2018 roku i zostały zaprojektowane w taki sposób, aby mogły pracować przez cały dzień między kolejnymi cyklami ładowania, które będą odbywać się w nocy w zajezdni Shepherd’d Bush. W ten sposób Londyn zyska największą flotę czynnych, w pełni elektrycznych autobusów spośród wszystkich głównych miast europejskich.
- W holenderskim Eindhoven wszystkie autobusy kursujące w obrębie centrum miasta mają już napęd elektryczny, co uzyskano dzięki utworzeniu floty 43 bardzo dużych autobusów elektrycznych. Z przejściem na energię elektryczną wiązało się przekształcenie zajezdni autobusowej w Eindhoven z garażu wyposażonego w stację tankowania oleju napędowego na obiekt posiadający 43 ultraszybkie zatoki do ładowania, które umożliwiają pełne naładowanie autobusu w ciągu pół godziny.
- Trondheim w Norwegii złożyło niedawno zamówienie na 25 autobusów elektrycznych Volvo 7900. Będą one kursować na czterech trasach o długości od 12 do 15 km. W ten sposób powstanie miejska flota autobusów elektrycznych licząca 35 pojazdów, czyli największa flota tego typu autobusów w Norwegii.
- Liczby te to jednak niewiele w porównaniu z Shenzhen w Chinach. Po ulicach tego miasta zamieszkiwanego przez 11,9 miliona ludzi porusza się obecnie 14 000 autobusów elektrycznych. Chińczycy spodziewają się, że do końca 2017 roku komunikacja publiczna będzie dysponowała 200 000 autobusów elektrycznych, co pozwoli osiągnąć przewidziany na rok 2020 cel polegający na utworzeniu sektora transportu publicznego, który będzie przyjazny dla środowiska.
CZYTAJ TAKŻE: Elektromobilny przełom w światowym transporcie publicznym
Konkurencja producentów autobusów
Jednym ze światowych liderów w dziedzinie autobusów elektrycznych jest firma Proterra z siedzibą w Kalifornii. Ostatnio jej przedstawiciele ogłosili, że ich duży, przeznaczony do pracy w trudnych warunkach autobus akumulatorowy Catalyst E2 max ustanowił nowy rekord świata pod względem najdłuższej odległości pokonanej przez pojazd z napędem elektrycznym na jednym ładowaniu. Według przedstawicieli firmy Proterra ich elektryczny autobus przejechał 1101 mil (1771 km) po torze próbnym.
ZOBACZ TAKŻE: Raport: Auta elektryczne. 10 FAKTÓW nt. elektromobilności
Zdobywca rekordu nie jest jeszcze dostępny w sprzedaży dla przewoźników, jednak dostępny komercyjnie model Catalyst E2 ma mimo wszystko imponujący zasięg około 350 mil (563 km) na jednym ładowaniu. Autobus Catalyst E2 firmy Proterra jest oferowany na rynku jako model o niskim całkowitym koszcie własności. Dzięki niskim i stabilnym kosztom energii elektrycznej i znacznie mniejszym kosztom konserwacji w kolejnych latach wynikającym ze zmniejszenia liczby części o 30%, klienci firmy Proterra mogą potencjalnie w ciągu 12 lat zaoszczędzić ponad 450 000 USD na kosztach roboczych.
Firma współpracuje również ze spółką LG Chem nad opracowaniem nowej technologii ogniwa akumulatorowego przeznaczonego specjalnie do większych pojazdów. Technologia ta byłaby niezwykle cenna z punktu widzenia dalszego rozwoju autobusów do pracy w trudnych warunkach. Nowy zakład firmy Proterra odpowiedzialny za wytwarzanie akumulatorów jest w stanie wyprodukować w ciągu roku akumulatory wysokonapięciowe o łącznej pojemności ponad 500 MWh, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na pojazdy z napędem elektrycznym do pracy w trudnych warunkach.
Grupa Volkswagen ogłosiła ostatnio zarys swoich planów zelektryfikowania autobusów. Nowe systemy elektryczne zostaną wdrożone w markach tej grupy, a autobusy zasilane w pełni energią elektryczną wyjadą z europejskich fabryk MAN i Scania na drogi w przyszłym roku. Podobnie jak w przypadku firmy Prottera, firma VW również planuje skupić swoje wysiłki na opracowaniu technologii akumulatora, która pozwoliłaby zwiększyć wydajność i atrakcyjność autobusów elektrycznych.
Autobusy elektryczne zasilane ogniwami paliwowymi
Dekarbonizacja transportu publicznego niekoniecznie oznacza przejście na akumulatory elektryczne. Inną opłacalną technologią są autobusy elektryczne zasilane ogniwami paliwowymi (nazywane również autobusami z napędem wodorowym).
Są to hybrydowe autobusy elektryczne, w których silniki elektryczne zasilane są za pomocą ogniw paliwowych i akumulatorów. Ogniwo paliwowe wykorzystuje wodór oraz tlen do wytwarzania elektryczności w procesie chemicznym, którego produktami ubocznymi są wyłącznie ciepło i woda. Ciepło można wykorzystać do ogrzewania kabiny pasażerskiej. Wodór w stanie gazowym jest bezpiecznie magazynowany w pojeździe w umieszczonych na dachu zbiornikach magazynowych.
W porównaniu z elektrycznymi systemami magazynującymi (takimi jak akumulatory czy superkondensatory) wodór zapewnia znacznie większą gęstość energii, co pozwala uzyskać duży zasięg jazdy, znacznie przekraczający dzienne zapotrzebowanie robocze. Mogą one pracować do 16 godzin dziennie we wszystkich warunkach klimatycznych.
Obecnie około 85 autobusów zasilanych ogniwami paliwowymi znajduje się w eksploatacji, stadium wdrożenia lub przechodzi testy.
Ostatnio dwa autobusy elektryczne zasilane ogniwami paliwowymi wyjechały na ulice Rotterdamu w Holandii. Są one produkowane przez firmę Van Hool, a paliwo uzupełnia się na istniejącej stacji paliw Air Liquide w Rotterdamie. Stanowią one część prowadzonego na dużą skalę projektu 3Emotion dotyczącego autobusów.
Ten współfinansowany przez firmę Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking projekt ma na celu wypełnienie luki między demonstracją a wdrażaniem autobusów zasilanych ogniwami paliwowymi. Uwzględnia on wdrożenie 21 nowych i ośmiu istniejących autobusów zasilanych ogniwami paliwowymi wraz z infrastrukturą wymaganą do uzupełniania paliwa. Autobusy te zostaną wdrożone w sześciu miastach (Rotterdamie, Londynie, Rzymie, Wersalu, Pau i Aalborgu).
Wzlot i upadek tramwajów elektrycznych — a potem ponowny wzlot
Tramwaj elektryczny w dużym stopniu przyczynił się do rozwoju miast europejskich i amerykańskich końcem XIX wieku. Jednak wzrost popularności samochodów i autobusów na olej napędowy po I wojnie światowej doprowadził do ograniczenia wykorzystywania tramwajów. Do końca II wojny światowej w większości miast europejskich i amerykańskich, z wyjątkiem wybranych miast w Holandii, Niemczech i Europie Środkowej, całkowicie wycofano tramwaje i usunięto tory z dróg.
Jednak pierwszy kryzys naftowy w latach 70. XX w. i obecna tendencja do dekarbonizacji sprawiły, że tramwaj elektryczny zaczął z powrotem wracać do łask. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat w wielu miastach ponownie wprowadzono tramwaje elektryczne, których celem jest rozładowanie ruchu oraz ograniczenie hałasu, zanieczyszczenia i emisji CO2 w centrach miast. Sieci tramwajowe zostały mocno rozbudowane w Wielkiej Brytanii, Irlandii, Francji, Niemczech, Hiszpanii i Portugalii. Kraje, które nigdy nie zrezygnowały z sieci tramwajowych, takie jak Holandia, planują rozszerzenie zakresu usług w tym sektorze.
Warto wspomnieć o hybrydowym tramwaju elektrycznym zasilanym za pomocą wodoru i superkondensatora, który niedawno wyjechał na ulice miasta Tangshan w Chinach. Posiada on trzy wagony z 66 siedzeniami, może przejechać 40 kilometrów z prędkością maksymalną 70 km/godz., po czym można uzupełnić go 12 kilogramami wodoru w ciągu 15 minut. Producent twierdzi, że jest to pierwszy na świecie hybrydowy tramwaj elektryczny, którego głównym źródłem zasilania jest wodór. Planowana jest produkcja około 50 takich tramwajów każdego roku oraz wprowadzenie ich w innych chińskich miastach oraz w Toronto w Kanadzie.
To tylko niektóre z innowacji wskazujących, że proces dekarbonizacji w sektorze transportu publicznego dzieje się na naszych oczach i płynnie postępuje. Niemniej z pewnością Europa mogłaby skorzystać z doświadczeń Chin, aby zobaczyć, o ile szybsze mogłoby być przejście od transportu publicznego opartego na silnikach wysokoprężnych do transportu bazującego na napędach elektrycznych.
Wnioski
Zmniejszenie emisji dwutlenku węgla w transporcie publicznym, choć nie pozbawione wyzwań, wydaje się przebiegać sprawniej niż w innych sektorach transportu. Przykłady pokazują, że rozwiązania są dostępne i już wdrażane w praktyce, choć postęp nie jest być może dostatecznie szybki. Na czele procesu dekarbonizacji w tym sektorze stoi elektryfikacja.
Czytaj również:
Elektryczne autobusy. Polska w czołówce
Pierwsze takie miasto na świecie. Na ulicach tylko elektryczne autobusy
