НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ЭЛЕКТРОГРУЗОВИКА

Смысл инновационного проекта eHighway заключен в полной электрификации коммерческих автомобилей, то есть превращение их в настоящие троллейтраки и басы, а также создание обширной контактной электросети над всеми автодорогами для питания двигающихся по ним этих электротранспортных средств. По задумке разработчиков Siemens, при тесном сотрудничестве производителей тяжелых грузовиков и энергетиков возможно появление электрифицированных автомагистралей, по которым будут перемещаться грузовики с электроприводом. Однако присутствует один важный момент — независимо от наличия или отсутствия линий электропередач.

ЗАЧЕМ ВСЕ ЭТО?

Высокие цены на топливо и резкое увеличение доли возобновляемых источников энергии (ветроэлектростанций и солнечных батарей) в развитых странах мира подтолкнули немецких электриков к этой транспортной идее. Первое безрельсовое транспортное средство с электрическим приводом, получающее ток от внешнего источника, было создано в Германии на предприятии изобретателя Вернера фон Сименса. Довольно продолжительное время контактные электросети привычно смотрелись на улицах европейских городов. Однако в 50-60-е годы XX века приоритеты в сфере развития наземного общественного транспорта были отданы автобусам с дизельными моторами. И хотя сегодня в странах СНГ этот транспорт продолжает неплохо себя чувствовать и даже развиваться, в Германии троллейбусные маршруты сохранились всего лишь в трех небольших городах.

Немецкие эксперты в области экологии, ознакомившись с идеей конструкторов Siemens, полагают, что у «рогатого» вида транспорта появилась неплохая перспектива. И речь здесь идет не о классических пассажирских троллейбусах, а о грузовых, так называемых «троллейтраках».

Важным аргументом, считают специалисты, является КПД электромобилей. При сжигании биотоплива (один из видов альтернативы) он составляет 7-10%, при использовании обычного углеводородного топлива — 20%. Электромотор, питающийся от аккумуляторной батареи, при преобразовании химической энергии батарей в энергию движения позволяет получить КПД до 65%, а благодаря контактным сетям этот показатель у электротранспорта можно довести до 80%. Поэтому наиболее эффективным, с точки зрения экспертов, станет использование магистральных грузовых автомобилей с электродвигателями, получающих ток непосредственно от дорожной контактной сети.

ЧТО ЭТО ДАСТ?

Во-первых, значительно упростятся конструкция и снизится стоимость магистральных тягачей. Как следствие — уменьшится себестоимость доставки грузов на дальние расстояния. Ведь цена электротрансмиссии, включающая электродвигатель и его систему управления, стоят гораздо меньше, чем традиционный ДВС и коробка передач, а также навороченная и очень недешевая (ведь сейчас без этого никуда) технология нейтрализации отработанных газов. К тому же электроэнергия в качестве автомобильного «топлива» стоит в разы меньше, чем ее углеводородный аналог. Стоит также добавить, что грузовики eHighway будут рекуперировать энергию торможения, превращая ее в электроэнергию с помощью своей электротрансмиссии. Накапливать выработанный электроток они будут в мощных аккумуляторных батареях, а при их 100-процентном заполнении — начнут передавать ток в дорожную электросеть. Во-вторых, это шум, исходящий от современных скоростных автострад. Если там будут одни электромобили, то станет значительно тише — электромоторы работают практически бесшумно.

В-третьих, экология. Сейчас ради уменьшения вредного воздействия на окружающую среду автостроителей постоянно заставляют создавать новые и все более экологически чистые транспортные средства. Но эта борьба за чистоту воздуха весьма негативно сказывается на стоимости современных машин. Так, к примеру, новейший грузовик с двигателем уровня Euro-6 будет стоить примерно на 12-15 тыс. евро дороже, чем автомобиль с мотором Euro-5. У электромобилей, как известно, никаких вредных выбросов нет, поэтому с точки зрения экологии система eHighway будет идеальна.

Столько позитивов, чего же мы ждем? Все надо делать по порядку, и желательно немецкому. Для начала инженеры Siemens AG предлагают оснастить коммерческие автомобили токоприемными устройствами — пантографами. Нельзя сказать, что это архисложная задача, ведь сегодня существует и прекрасно справляется со своими задачами пассажирский электротранспорт.

Основная сложность для реализации проекта Siemens eHighway заключена в создании обширной дорожной инфраструктуры. Для этого надо разместить над магистралями провода, по которым будет поступать ток, необходимый для питания электромоторов грузовых автомобилей. И тут очевидно, что инвесторам придется очень серьезно потратиться. Как говорят американские специалисты, стоимость установки таких проводов будет варьироваться в пределах от 3 до 4,5 миллионов долларов на километр пути. Хотя немецкие аналитики по вопросам экологии считают объемы затрат вполне приемлемыми. По их расчетам протянуть один километр контактных сетей для «троллейтраков» будет стоить около двух миллионов евро. Суммарная протяженность важнейших автобанов в Германии не превышает 5700 км, то есть их полная электрификация обойдется государству в 12 миллиардов евро.

Исследовательский проект Siemens получил название ENUBA (Electromobility in heavy commercial vehicles to reduce the environmental impact on densely populated areas) — это можно перевести, как «Электромобильность в коммерческом транспорте для уменьшения вредного воздействия на окружающую среду». Его полностью финансирует немецкое федеральное министерство защиты окружающей среды. Для Siemens eHighway уже начали строить специальный полигон в одном из городов Германии к северу от Берлина для проведения полномасштабных испытаний концепта. Кроме этого корпорация собирается разместить и опробовать свою инновационную систему на трассе 710 (Interstate 710) в Калифорнии. Выбор пал именно на эту дорогу, так как по ней перемещается 40% грузов, прибывающих в США через морские порты Лонг-Бич и Лос-Анджелеса. Можно только представить, сколько по этой автодороге ежедневно проезжает автопоездов и сколько шума и выхлопных газов они выбрасывают в окружающую среду этого района.

ПОДРОБНЕЕ ПРО EHIGHWAY

Концепт основан на фундаментальном принципе троллейной инфраструктуры с постоянным током. eHighway представляет собой дизель-электрическое гибридное транспортное средство последовательного действия. Оно оснащено дизельным двигателем небольшой мощности, электромотором с функцией электрогенератора, пантографом (похоже на рога-токоприемники троллейбусов или электропоездов) для получения электроэнергии и мощными литий-ионными аккумуляторными батареями.

Электропривод грузовика, так же, как у трамваев и поездов метро, будет работать на постоянном токе напряжением 750 вольт, который из обычного трехфазного переменного тока трансформируется специальными подстанциями.

При движении по электрохайвею, оборудованному электрическими проводами, электронный сканер грузовика будет определять их наличие над автомобилем и автоматически поднимать пантограф для подключения к линиям электропередач. Опробовано, что при скорости более 90 км/ч получение электроэнергии через токоприемник 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 шасси автомобиля. Водитель может использовать автоматический режим для установления контакта или принудительно опускать пантограф от сети.

Понятно, что покрыть одномоментно все дороги электропроводами будет нереально, поэтому при изменении маршрута и переходе на необорудованную трассу контроллер машины автоматически переключится на привод от ДВС. Дизельный двигатель начнет свою работу и будет раскручивать электрогенератор, ток от которого будет питать основной электромотор. АКБ будут использоваться только для накопления электроэнергии, полученной от рекуперации энергии торможения. Но самое главное, что для этого вида транспорта не нужны электрозаправочные станции.

Такой промежуточный дизель-электрический гибридный вариант дает два серьезных преимущества, считают конструкторы eHighway: уменьшение эксплуатационных расходов и сокращение вредных выбросов в атмосферу примерно на 30%. Профессор Адольф Мюллер-Хелльман, консультант Объединения немецких транспортных предприятий, поясняет: «Три основных аргумента против электромобилей сводятся к следующему: слишком дорогие аккумуляторы, слишком мало зарядных станций и слишком долгий процесс подзарядки. Так вот, благодаря нашему проекту эти аргументы полностью утрачивают силу».

Если идея Siemens начнет приобретать черты реальных правительственных проектов, то инженеры компании готовы обсудить все технические нюансы с ведущими производителями грузовиков и поделиться с ними технологическими идеями для создания серийного производства новых гибридных автомобилей с пантографами и всем сопутствующим оборудованием. Инициаторы идеи заявляют, что производство такого вида транспорта будет дешевле, так как eHighway не нужны тяжелые и дорогостоящие батареи как настоящему электромобилю.

Во всем мире осознают, что тяжелые грузовые автомобили являются основными вкладчиками в деле загрязнения окружающей среды и, как прикидывают аналитики, выбросы вредных отработанных газов удвоятся к 2050 году. Идея концепта Siemens eHighway как раз и ориентирована на решение этой острой экологической проблемы.

Особенно сложно, считает аналитик Берт Леркамп, будет убедить транспортные компании. Так как им придется кардинально обновить свой автопарк. «Преимущество новой технологии станет очевидным только в тот момент, когда цены на горючее вырастут настолько, что перевозчикам придется задуматься о поиске альтернативы», — уверен эксперт. То есть цены на дизтопливо становятся реальным двигателем электропрогресса.

В тоже время канцлер ФРГ Ангела Меркель считает, что Германия имеет неплохие шансы стать лидером в области производства и использования электромобилей. На это уже направлена госпрограмма, принятая в мае 2011 года. Она предусматривает освобождение покупателей электромобилей от уплаты транспортного налога сроком на десять лет.

По мнению инженеров немецкой электротехнической корпорации, техническая реализация этого проекта вполне выполнима. Однако пока остается проблема, у которой еще нет решения, — как взимать плату за использованную электроэнергию? Затруднения будет вызывать контроль над перемещением автотранспорта, а также учет потребляемой им электроэнергии.

Мы живем в интересный период — автопроизводители постоянно создают необычные и порой удивительные транспортные средства, работающие на электроэнергии и других альтернативных видах топлива. Интересно порой наблюдать за идеями некоторых компаний — избавить трамваи и троллейбусы от «рогов» и получить полные электробусы. В качестве примера можно вспомнить проекты OLEV и AutoTram. И в это же время корпорация Siemens предлагает совершенно парадоксальную идею — нарастить «рога» тем транспортным средствам, которым они до этого были совершенно не нужны.