eHighway: Tak Siemens chce zelektryfikować transport drogowy

Osiągnięcie celów klimatycznych wyznaczanych przez Unie Europejską wymaga znacznego zmniejszenia emisji CO2 z samochodów ciężarowych. Nowe regulacje unijne zakładają redukcję emisji o 30% do roku 2030 i znaczące kary finansowe dla producentów, którzy nie będą w stanie nowych wymagań spełnić. Jak podaje Siemens zdaniem Daimlera jeśli firma produkująca 50 tys. samochodów ciężarowych rocznie rozminie się z wyznaczonym celem o 10% to kary będą mogły wynieść nawet 2 mld euro, co w praktyce stawiałoby pod znakiem zapytania celowość dalszej produkcji.

Ambitne plany ma także niemieckie Federalne Ministerstwo Transportu i infrastruktury Cyfrowej, które chciałoby do roku 2030 osiągnąć poziom zelektryfikowania transportu kołowego ładunków na poziomie 1/3 – opisywany dalej projekt znalazł się na liście potencjalnych działań mogących zapewnić osiągnięcie takich rezultatów. 

Elektryfikacja autostad

Zdaniem przedstawicieli firmy Siemens Mobility przesunięcie znacznej części ładunków z transportu drogowego na kolej nie jest możliwe. W takiej sytuacji rozwiązaniem ma być system eHighway czyli elektryczna autostrada umożliwiająca napędzanie hybrydowych ciężarówek energią z napowietrznej linii za pomocą pantografu. System ten ma nie tylko pozwala obniżyć zużycie energii o połowę, ale także znacząco redukować lokalne zanieczyszczenia powietrza.

Zaproponowane przez Siemensa rozwiązanie jest dość proste i zakłada przeniesienie technologii znanej na kolei czy w transporcie trolejbusowym na sieć dróg krajowych. Z rozwieszonej na dość gęsto ustawionych słupach sieci trakcyjnej ciężarówki mają pobierać prąd za pomocą pantografów. Ponieważ każdy z pojazdów korzystających z systemu eHighway ma możliwość zmagazynowania energii w baterii sieć nie musi być kompletna – krótkie odcinki w tunelach czy na wiaduktach, gdzie budowa linii mogłaby być problematyczna mogą być pokonywane dzięki zmagazynowanej energii. 

eHhigway a logistyka

Jak podkreślają przedstawiciele Siemensa rozwiązanie może zostać dostosowane do samochodu z dowolnym rodzajem napędu. Oprócz wariantu z dieslem i niewielką baterią testowane były także ciągniki siodłowe w pełni elektryczne oraz hybrydy z bateriami o różnej pojemności. Zapowiadane są testy pojazdów napędzanych wodorem. Korzystające z niej ciągniki siodłowe z naczepami zamiast spalać 35-40 litrów oleju napędowego na każde 100 km, będą zużywać 130-150 kWh energii elektrycznej, w przypadku Niemiec w większości pochodzącej ze źródeł odnawialnych.

– Dla każdego przedsiębiorcy z branży logistycznej jest oczywiste, że samochód, żeby zarabiać musi jeździć i wozić ładunki a nie baterie – mówi Hasso Georg Günjes, który kieruje projektem eHighway w Siemens Mobility. Dodaje przy tym, że proponowane przez Siemensa rozwiązanie wychodzi naprzeciw tym oczekiwaniom. Ciągnik w pełni elektryczny, który byłby używany na zelektryfikowanych trasach, poza nimi nie musiałby pokonywać znacznych odległości. Z badań prowadzonych w Niemczech wynika, że jest to 89% przypadków jest to nie więcej niż 50km. Pełna elektryfikacja transportu drogowego przy zastosowaniu sieci trakcyjnej nie wymagałaby więc wielkich i ciężkich baterii.

– Sam ciągnik nie musiałby wtedy posiadać ciężkiego silnika spalinowego i skrzyni biegów – jest lekki i efektywny. Zaś jak dowodzą jazdy testowe jazda z pantografem nie jest żadnym utrudnieniem. Urządzenie odnajduje linię napowietrzną, łączy się z nią, lub odłącza się od niej automatycznie przy prędkościach do 90 km/h – podkreśla Günjes.

Wśród zalet zelektryfikowanej autostrady wymienia się także możliwość magazynowania energii uzyskanej z hamowania zarówno w baterii pojazdu jak i oddawanie jej do sieci trakcyjnej oraz duży poziom bezpieczeństwa dzięki zastosowaniu rozwiązań zbliżonych do tych znanych z transportu szynowego od dziesięcioleci. Doświadczenia zdobyte w obszarze kolejowym i tramwajowym potwierdzają długą żywotność infrastruktury systemu, która generuje stosunkowo niskie koszty utrzymania i naprawy.

Testy w Szwecji i USA

Pierwsza instalacja autostrady elektrycznej na drogach publicznych została uruchomiona w Szwecji w czerwcu 2016 roku. Siemens Mobility zainstalowała napowietrzną linię dla ciężarówek wzdłuż dwukilometrowego odcinka trasy E16 na północ od Sztokholmu dla celów projektu pilotażowego. Dwie hybrydowe ciężarówki z silnikami diesel wyprodukowane przez spółkę Scania do tego testu zostały przystosowane do użytku na linii napowietrznej, we współpracy z Siemens Mobility.

Szwedzki urząd transportu, Trafikverket i region Gävleborg podjęły się gromadzenia danych oraz oceny praktyki z elektrycznej autostrady, aby sprawdzić, czy byłaby odpowiednia dla przyszłych długoterminowych zastosowań komercyjnych i dla dalszej ekspansji. Szwecja wyznaczyła ambitny cel w zakresie ochrony środowiska w swoim sektorze transportu uniezależnienia się od paliw kopalnych do 2030 roku.

W 2017 r. Siemens Mobility oraz “South Coast Air Quality Management District (SCAQMD)” zaprezentowały działanie zero-emisyjnego systemu elektrycznej autostrady (eHighway) na odcinku jednej mili w mieście Carson w amerykańskim stanie Kalifornia. Trzy ciągniki siodłowe z naczepami były zasilane, podobnie jak trolejbusy z napowietrznej linii elektrycznej wybudowanej w technologii Siemensa, na jednym z odcinków autostrady. Ciężarówki mogły pracować także w układzie hybrydowym, poza zelektryfikowaną linią.

15 pojazdów w Niemczech

Elektryczna autostrada jest przede wszystkim testowana w Niemczech. Siemens Mobility prowadzi badania na prywatnym torze testowym w Templin Dölln Groß. Aby przetestować elektryczną autostradę w codziennych warunkach drogowych, zainstalowano dwa odcinki na A5 w kraju związkowym Hesja (między Weiterstadt i Frankfurtem) i A1 w kraju związkowym Szlezwik-Holsztyn (między Lubeką i Reinfeld) – w obu przypadkach przy finansowym wsparciu Federalnego Ministerstwa Środowiska, Ochrony Przyrody i Bezpieczeństwa Nuklearnego Republiki Federalnej Niemiec. Kolejna trasa ma powstać w Badeni-Wirtembergii.

W sumie 15 ciężarówek wyprodukowanych przez Scania będzie operowało na tych dwóch odcinkach. Dwie pierwsze ciężarówki są już w eksploatacji, a pozostałe 13 zostanie włączone do przełomu roku 2020 i 2021.