Первый электрический автобус представили на парижском автосалоне ещё в 1900 году. В начале 20 века на маршрутах городского транспорта в Лондоне успешно работали 20 электробусов, на то время более эффективные и экономичные, чем их бензиновые аналоги. Одного заряда аккумулятора такого автобуса хватало на 60 км пути, поэтому на конечных станциях опустевшие батареи заменяли на новые – процесс занимал всего три минуты.
Виды общественного электротранспорта
Сегодня к ним можно отнести трамваи и троллейбусы, электропоезда и метро, электробусы, на которые постепенно переходят все крупные европейские города.
На начало 2021 года в России троллейбусы и традиционные автобусы активно замещаются электробусами. Кроме Москвы, электрический транспорт тестируется или используется в:
- Санкт-Петербурге,
- Перми,
- Ростове-на-Дону,
- Екатеринбурге.
Начиная с 2021 года, Москва планирует закупать по 800 электробусов ежегодно и полностью отказаться от дизельных автобусов. Летом 2020 года в городе прекратили свою работу троллейбусы. Исключением стал лишь маршрут от Новорязанской улицы до Комсомольской площади, по которому ходят два ретро-троллейбуса. Такое решение было принято из-за архаичности контактной сети и неудобных «рогов» троллейбуса. Главное преимущество электробуса – независимость от контактной сети. При этом, переход на электробусы требует замены существующей контактной сети троллейбусов на зарядные станции, поэтому в инфраструктуру требуется инвестировать значительные средства.
Страны Европы
Развитие общественного электротранспорта семимильными шагами идет в Европе. В рамках программы по снижению выбросов в атмосферу власти Парижа и Амстердама озвучили планы полностью перейти на гражданский электротранспорт в ближайшие два года.
На фоне обсуждения экологических проблем идея перевода дизельных автобусов на электричество стала довольно популярной, и немалую роль в этом сыграло появление литий-ионных батарей, способных накапливать энергию и обеспечивать автономное движение электробусов в течение длительного времени. Изобретение таких батарей решило и экономическую проблему, сделав производство и обслуживание электротранспорта более экономичным и открыв ему дорогу на массовый рынок.
Вопросы питания
В современных электробусах для питания используются аккумуляторы или суперконденсаторы. Последний способ хранения энергии по-своему интересен, хотя и сильно ограничивает возможности электротранспорта.
Суперконденсаторы могут хранить всего 5% энергии в сравнении с литий-ионными батареями схожего объема. Очевидно, что на одном заряде конденсатора автобус проедет всего несколько километров. Но позитивное свойство конденсаторов – скорость зарядки. На восстановление заряда уходят секунды. Так в китайском городе Нинбо действует конденсаторный электробус, которому для подзарядки хватает всего 10 секунд. Благодаря развитой инфраструктуре зарядных станций, автобус получает энергию на каждой остановке во время высадки-посадки пассажиров, которая обычно длится немного дольше. Кроме того, до 80% энергии торможения преобразуется в электричество и возвращается обратно в конденсаторы.
Суперконденсаторы постоянно совершенствуются, но внедрение электробусов на таких элементах питания требует очень дорогостоящей инфраструктуры в виде зарядных станций высокой мощности на каждой остановке. Кроме того, внештатные ситуации в виде неожиданных пробок могут оставить автобус с разряженными конденсаторами на дороге и создать дополнительные проблемы для дорожного трафика.
Литий-ионные аккумуляторы позволяют современному электротранспорту проходить без подзарядки до 100 км и более. Это не какой-то конкретный вид батарей с единственным утвержденным составом, а целое семейство энергетических элементов. Разработка литий-ионных аккумуляторов представляет собой сложный процесс поиска необходимого баланса между мощностью, ёмкостью, компактностью и ценой.
Вопрос подзарядки
Заряжать электробус можно тремя разными способами: долгой ночной зарядкой, быстрой зарядкой на конечных станциях и экспресс-зарядкой на остановках.
Зарядные станции на остановках общественного транспорта требуются, например, электробусам на суперконденсаторах: над павильоном устанавливается контактная площадка или провода, которых автобус касается пантографом.
Для подзарядки литий-ионного аккумулятора требуется более длительное время. Учитывая, что современные батареи восстанавливают большую часть заряда за пять минут, на маршрутную сеть электробуса достаточно установить всего несколько зарядных станций, которые смогут поддерживать аккумуляторы автобуса заряженными.
Долгая ночная зарядка в общественном транспорте используется только в паре с одним из двух других способов. Заряжать автобус всего раз в сутки и отправлять его на маршрут на весь день невозможно по объективным причинам. Во-первых, для работы в течение хотя бы половины дня нужны очень ёмкие аккумуляторы, которые займут много места в салоне. Во-вторых, к автобусному парку необходимо будет подводить очень мощные линии электроснабжения, чтобы одновременно питать десятки и даже сотни автобусов.
Перспективы развития
Городской электротранспорт ранее считался сомнительной экзотикой, а сегодня в мире уже работают сотни тысяч электробусов. Чемпионом по адаптации новых технологий стал Китай, где находятся почти 99% существующих в мире электрических автобусов. По оценкам Bloomberg New Energy Finance, к 2025 году 47% автобусов в мире будут электрическими.
Ежегодно западноевропейский рынок демонстрирует 100-процентный рост запущенных в эксплуатацию электробусов. Анализируя регистрационные данные отдельных производителей, отображается четкая картина: практически все игроки мирового рынка за последние два года значительно увеличили отгрузки электробусов. Наиболее ярко в общей массе выделяются два бренда BYD и VDL, которые разделили первое место по поставке общественного электротранспорта в западноевропейские страны.
Поднебесная задает тренд
В каждой развитой стране мира парк общественного электротранспорта увеличивается из года в год. Первыми основательно к развитию транспорта на электрической энергии подошли именно китайцы. Еще три года назад Китай был монополистом по эксплуатации городского электрического транспорта. На долю этого вида городского пассажирского транспорта уже тогда приходилось около 20%, пока в других странах это количество обозначалось лишь десятичными долями. А один из китайских мегаполисов Шэньчжень стал первым в стране городом, где вовсе нет автобусов с двигателями внутреннего сгорания. Более 16 тысяч машин, и все на электричестве!
Расширяли производственный потенциал и китайские автогиганты: это компании BYD и Yutong Bus, которые ежегодно поставляют до 100 000 автобусов в страны Европы, Америки и Азии. Электротранспорт этих брендов можно встретить во Франции, Великобритании, Болгарии, Исландии, Чили и Макао.
Если европейский рынок является одной из ведущих площадок для исследований и разработок в области электротранспорта, то в Азиатско-Тихоокеанском регионе находятся крупнейшие массовые производители как автобусов, так и аккумуляторов к ним. Благодаря государственным инициативам, этот сектор обеспечивает более двух третей мирового производства автобусов и автобусов для внутренних рынков Китая и Японии.