Zamiast na wodór, Niemcy planują tiry na prąd z sieci

Zamiast na wodór, Niemcy planują tiry na prąd z sieci

W ciągu 10 lat Niemcy chcą zelektryfikować ponad 30 proc. przewozów ciężarówkami. Najszybciej mogą to zrobić sięgając po odświeżoną technologię z XIX wieku. Szacują, że już dziś na ok. 4000 km autostrad opłacalne będzie rozciągnięcie trakcji elektrycznej dla hybrydowych tirów. Sprawdziliśmy, jak to działa i ile kosztuje.

Jedziemy ok. 70 km na północ od Berlina. Autostrada zmienia się w drogę krajową, a ta w wąską szosę, prowadzącą gęstym lasem do dawnego lotniska wojskowego Templin. Od czasów zimnej wojny do 1994 roku stacjonowały na nim radzieckie, a następnie rosyjskie, samoloty szturmowe. W latach 80. lotnisko zyskało gigantyczny pas startowy – zapasowe miejsce lądowania radzieckich wahadłowców kosmicznych. Ostatecznie prom Burian odbył tylko jeden bezzałogowy lot, zakończony na Bajkonurze, a program wahadłowców upadł wraz z całym ZSRR. Dziś na hektarach tego terenu rozpościera się farma fotowoltaiczna o mocy 120 MW. Jednak stary betonowy pas startowy i stojący obok hangar wciąż mają szansę na chwilę sławy. Trwają tu badania nad rozwiązaniem, które ma pomóc w osiągnięciu równie ambitnego celu, co podbój kosmosu – dekarbonizacji transportu.

Zamiast radzieckich wahadłowców są tu dziś hektary paneli słonecznych i tiry na prąd

Technologia, która ma w tym pomóc – podobnie jak lotnisko – łączy przeszłość z przyszłością. Nad pasem startowym, udającym na potrzeby tego projektu autostradę, rozpościera się bowiem trakcja elektryczna, podobna do tych z linii tramwajowych czy kolejowych. Podwójne linie energetyczne na gęsto rozstawionych przysadzistych słupach najbardziej przypominają jednak linie trolejbusowe. Działają z resztą podobnie – dostarczają energię elektryczną do motoru i baterii samochodu, napędzając go bezpośrednio i pozwalając na pokonywanie niewielkich odcinków (np. 10 km) wyłącznie dzięki zamagazynowanej elektryczności.

„Nie mamy już czasu”

Dlaczego ta technologia – stosowana właściwie od XIX wieku – ma nam pomóc w przyszłości? – Bo wciąż nie mamy lepszych i nie mamy już czasu na ich rozwinięcie – tłumaczy w rozmowie z portalem WysokieNapiecie.pl Hasso Georg Gruenjes, szef projektu eHighway w Siemens Mobility. – Pozostał nam już niewielki budżet węglowy, czyli ilość CO2 jaką jeszcze możemy wyemitować, aby nie dopuścić do wzrostu średniej temperatury na Ziemi o więcej niż 1,5-2 stopnie Celsjusza. Jeżeli nie zaczniemy zmieniać naszej gospodarki bardzo szybko, wykorzystamy go w ciągu zaledwie kilku, najwyżej kilkunastu, lat – dodaje.

Trakcja elektryczna nie wygląda najpiękniej, ale nie wystaje ponad drzewa.

150 kWh prądu zamiast 40 litrów ropy na każde 100 km

Pomysł konsorcjum, w skład którego obok Siemensa wchodzi m.in. grupa Volkswagena (Scania) jest prosty. Taką trakcję jak ta, którą oglądamy, trzeba zbudować nad większością dróg najczęściej wykorzystywanych do transportu towarów. Korzystające z niej ciągniki siodłowe z naczepami (zwane potocznie tirami), zamiast spalać 35-40 litrów oleju napędowego na każde 100 km, będą zużywać 130-150 kWh energii elektrycznej, w coraz większej mierze produkowanej z odnawialnych źródeł energii – choćby tej pochodzącej z elektrowni słonecznej Templin.

Tam gdzie trakcji nie można lub nie ma sensu budować – np. pod niskimi wiaduktami, czy na rozjazdach – ciężarówki skorzystają z energii zgromadzonej w niedużych akumulatorach (o pojemności rzędu 16 kWh, która wystarczy na ok. 10 km jazdy). Natomiast poza zelektryfikowanymi drogami tiry przejdą na silnik napędzany olejem napędowym, gazem ziemnym (CNG, LNG) lub biometanem czy wodorem. Siemens ze Scanią testują już większość z tych rozwiązań.

Kierowcy lubią prąd

– Pantograf możemy podłączać i rozłączać z trakcją podczas jazdy. Komputer pokazuje nam, czy jedziemy w tej chwili w odpowiednim pasie drogi – tłumaczy nam podczas testowego przejazdu zelektryfikowaną ciężarówką Grzegorz Artomski, menadżer projektu. – Kierowca drugiego trucka [jadący za nami podczas testów – red.] jest zawodowym kierowcą i mówi, że dużo lepiej jeździ mu się na silniku elektrycznym. Mniej wibracji, hałasu i truck ma odczuwalnie więcej mocy przy podjeżdżaniu pod górę – dodaje.

Kierowca elektrycznego tira musi obserwować także tor jazdy, aby pantograf przylegał do trakcji, jednak dziś automatycznie mogą to robić za niego systemy utrzymywania w pasie ruchu.

Hasso Georg Gruenjes przekonuje, że to dziś najlepsze z rozwiązań, które realnie rzecz biorąc może zelektryfikować transport w ciągu najbliższych lat. – Budowa sieci nie utrudnia ruchu. Podpory i stacje transformatorowe stawiamy poza pasami ruchu. Rozciąganie sieci można prowadzić nocami. Jeżeli w przyszłości uda nam się skonstruować bardzo lekkie, bardzo pojemne, bardzo trwałe i bardzo tanie baterie, dzięki którym budowa ciężarówek wyłącznie akumulatorowych będzie mieć sens, wówczas całą tę trakcję można łatwo zdemontować – dodaje.

2 mln euro za kilometr

1 km autostrady kosztuje 10 mln euro, a wyposażenie jej w trakcję to wydatek rzędu 2 mln euro

Menedżer Siemensa wylicza, że średnie koszty budowy autostrad w Niemczech wynoszą ok. 10 mln euro za 1 km. Natomiast dobudowa trakcji do nowych lub istniejących autostrad będzie kosztować ok. 2-2,5 mln euro za 1 km (w obu kierunkach). Spółka rozmawia już z potencjalnymi klientami, którzy są zainteresowani elektryfikacją niedużych odcinków, na których przewożą towary i półprodukty, ale konsorcjum eHighway liczy, że elektryfikacja niemieckich dróg będzie realizowana z pieniędzy publicznych, podobnie jak same drogi. Tylko wówczas jest szansa na szybką elektryfikację dużej części transportu. Konsorcjum eHighway wylicza, że zelektryfikowanie 4 tys. km autostrad pochłonęłoby zaledwie 11 proc. rocznych opłat uiszczanych przez ciężarówki.

Konsorcjum wylicza, że większość emisji z transportu kołowego w Niemczech generowana jest właśnie na sieci autostrad, liczącej nieco ponad 12 tys. km. (spośród ponad 600 tys. km wszystkich dróg w Niemczech). Z tego 60 proc. tonokilometrów realizowanych jest jedynie na owych 4 tys. km najbardziej obleganych autostradach i to te odcinki opłacałoby się już dzisiaj zelektryfikować. W niemal 90 proc. przypadków ciężarówki po zjechaniu z nich pokonują maksymalnie 50 km. Tylko te odcinki wymagałyby wobec tego wykorzystania silników spalinowych albo ogniw paliwowych.

Dlaczego nie wodór?

Gdyby udało się przenieść 30 proc. pracy przewozowej tirów na system pantografowy, to przy wykorzystaniu energii odnawialnej udałoby się ograniczyć emisję CO2 o 7 mln ton rocznie. To oznaczałoby zmniejszenie niemieckich emisji gazów cieplarnianych o… mniej niż 1 proc. To pokazuje jak ogromna jest skala wyzwań stojących dziś przed całą niemiecką i światową gospodarką.

Zazielenienie samego wodoru zużywanego w przemyśle wymagać będzie więcej prądu, niż dziś zużywa UE

Wobec całości emisji owe 7 mln ton (czy ponad 20 mln ton, przy elektryfikacji niemal całego transportu ciężkiego), wydaje się dziś małą liczbą, ale jeżeli w ciągu najbliższych 30 lat mamy ograniczyć emisje netto gazów cieplarnianych do zera, to tego typu technologie trzeba potraktować bardzo poważnie. Tym bardziej, że alternatywy, w postaci np. wodoru lub systemów bateryjnych, są wciąż niewystarczające. Aby to zobrazować Gruenjes wylicza, że zastąpienie jedynie wodoru wykorzystywanego już dzisiaj w światowym przemyśle (a pozyskiwanego niemal wyłącznie z paliw kopalnych) „zielonym” wodorem (pozyskiwanym z wody za pomocą energii elektrycznej z OZE), wymagać będzie większej ilości elektryczności, niż dziś zużywa cała Unia Europejska. I to sporo więcej, z szacunków WysokieNapieice.pl wynika, że aby zastąpić obecną produkcję "szarego" i "błękitnego" wodoru na świecie (ok. 70 mln ton) całkiem "zielonym" wodorem, potrzebnych byłoby ok. 3,8 PWh energii elektrycznej z OZE do elektrolizy, podczas gdy zużycie prądu w całej UE wynosi dziś niespełna 3 PWh (z tego w Polsce 0,17 PWh).

Dalekobieżne trolejbusy

W przyszłości podobnie działać mogłyby autobusy dalekobieżne, które także trudno zelektryfikować, co potwierdziły niedawne próby Flixbusa z elektrycznymi autokarami z Chin. Z nieoficjalnych informacji WysokieNapieice.pl wynika, że po tej porażce Flixbus rozmawia dziś z konsorcjum eHighway, o wykorzystaniu sieci pantografów. Niemiecki przewoźnik ma bowiem ambitny plan redukcji swoich emisji CO2 do zera do końca 2030 roku.

Pantograf da się wmontować w istniejące konstrukcje ciągników siodłowych. Nieco trudniej będzie z autobusami.

W sumie projekt eHigway jest już rozwijany od 10 lat. Dziś testowana jest już trzecia generacja ciężarówek i pantografów. Oprócz podberlińskiego toru testowego technologia została już przetestowana na trzech odcinkach testowych liczących po ok. 5 km w Niemczech, USA i Szwecji. W przyszłym roku ruszy kolejny 3-letni pilotaż w Badenii-Wirtembergii. W ciągu kilku lat okaże się zatem, czy projekt eHigway rozwinie skrzydła, czy skończy jak Burian.

E-mobilność napędza

Zobacz także...

Komentarze

Patronat honorowy

Partnerzy portalu

PSE