Budimo iskreni – kamion sa montiranim pantografom može izazvati smijeh ili nevjericu. Uostalom, čini se da je takav pogled u suprotnosti sa fleksibilnošću drumskog saobraćaja, što je naznačeno kao jedna od glavnih prednosti kamiona. Ipak, nedavno sam imao priliku da prisustvujem privatno-javnoj prezentaciji koja je predstavila sasvim drugačiju sliku. Čini se da pantografi mogu spasiti kamione od nepotrebnog zastoja, prevelike težine ivičnjaka i još veće paralize na parkiralištima. Međutim, da bih vam to objasnio na najpristupačniji način, sve ću staviti u obliku pitanja i odgovora.
Sledeće informacije sam prikupio tokom prezentacije koju su pripremile tri kompanije. Mislim na Siemens, koji je odgovoran za tehnologiju prenosa energije, Scania, koja je pionir u proizvodnji kamiona sa pantografima, i Autobahn des Bundes, nemačka državna kompanija koja upravlja autoputevima. Tri kompanije sarađuju na testovima na A5 između Frankfurta na Majni i Darmštata, gde se nalazi jedna od tri nemačke deonice pokrivene kontaktnom linijom iznad autoputa. Toliko o predstavljanju, a sada da pređemo na posao.
Ilustrativni video sa pitanjima i odgovorima ispod:
VIDEO
1. koja je svrha pantografa u kamionu?
Za razliku od, na primer, u železničkom saobraćaju, pantografi igraju dvostruku ulogu. Ne samo da zadovoljavaju trenutnu potražnju elektromotora, već su odgovorni i za punjenje baterija. Sve je izračunato tako da bi tokom 1 kilometra pređenih ispod nadzemne kontaktne linije kamion trošio potrebnu struju oko 2 kilometra. Polovina ove doze će se koristiti u kontinuitetu, a druga polovina će ići u bateriju. Sve ovo se radi tako da nakon napuštanja kontaktne linije iznad glave, vozilo može nastaviti da se kreće na električnu energiju pohranjenu u baterijama.
Šta je cilj takvog rešenja?
Pantograf bi trebalo da bude način da kamioni mogu da rade na električnu energiju, ali da istovremeno ne budu vezani za punjenje satima u zastoju. Čitava mreža punjača ne bi morala da se distribuira na parkiralištima (što se ionako čini neizvodljivim u trenutnoj situaciji sa parkingom), a sami kamioni mogli bi da dobiju manje, lakše i jeftinije baterije. To je zato što bi ove baterije bile potrebne samo prilikom napuštanja autoputa, na primer prilikom približavanja ili istovara ili prilikom izbegavanja saobraćajne gužve.
Za to postoje specifični proračuni, koji se mogu prikazati na primjeru studije iz Engleske. Da bi električni kamioni mogli da upravljaju svim tekućim prevozom u ovoj zemlji, na parkiralištima autoputa morali bi da se ugrađuju veoma brzi punjači (kapaciteta 600 kW), a istovremeno bi i sama vozila morala da imaju baterije korisnog kapaciteta 800 kWh (tj. težine oko 4-5 tona). Ako bi, s druge strane, polovinu autoputeva u zemlji pokrivao katenar, ne bi bilo potrebe za izgradnjom punjača na parkiralištima, a kamioni bi bili zadovoljni baterijama kapaciteta 290 kWh .
Koji kamioni se trenutno testiraju?
Nakon što su proizvedene 22 različite jedinice, Scania je sada u svojoj trećoj generaciji prototipova. Na priloženim fotografijama, koje sam snimio tokom prezentacije, možete vidjeti prvu i treću generaciju. Prvi je opremljen dizel motorom od 13 litara, snage 450 konjskih snaga, sa rezervoarom za 300 litara dizela, kao i elektromotorom od 177 konjskih snaga, sa malom baterijom za 10 kilometara vožnje bez emisija (kapacitet od 18 kWh). Treća generacija, s druge strane, ima samo elektromotor, bez ikakvog dizela, sa baterijama dometa oko 250 kilometara.
Prvo vozilo, odnosno dizel-električni hibrid, ima oblik traktorske jedinice sa poluprikolicom. Posljednje dvije godine radi za njemačku transportnu kompaniju Kirchner und Partner, operirajući kratke udaljenosti oko Frankfurta i prolazeći ispod nadzemne linije do četiri puta dnevno. Za to vrijeme vozilo je prešlo oko 155.000 kilometara bez većih tehničkih problema. Njegovi tereti obično teže oko 20 tona, što je opasna roba najviših klasa (da, to možete uraditi sa hibridom sa pantografom). Prosječna potrošnja goriva na takvim lokalnim rutama, zahvaljujući upotrebi pantografa i pristupu ukupno 17 kilometara nadzemne kontaktne linije, sada iznosi 23 l/100 km. Ranije, kada je isti posao obavljalo vozilo sa čisto unutrašnjim sagorevanjem, to je bilo 30 l/100 km. To su bile vrijednosti koje mi je dao sam vozač koji je obavio posao.
Drugi kamion, u obliku potpuno električnog, troosovinskog solo, praktično je novi automobil, proizveden 2023. godine. Dakle, njegovi testovi su zapravo tek počeli. Cilj je da se pokaže da li će tehnologija funkcionisati i u slučaju potpuno električnog vozila.
Da li pantograf utiče na telo kamiona?
Verovatno ste primetili da oba predstavljena vozila imaju neobičan raspored karoserije. Umjesto spavaćih soba u punoj veličini, koristi se samo poluekstenzija, što rezultira sklopivom strukturom kreveta iznutra. Ovo je neophodno, jer se modul snage vuče koji je razvio Siemens sastoji od više od samo pantografa. Neophodna je i takozvana “elektronika za napajanje,” odgovorna za upravljanje celim sistemom. Bio je zatvoren u vertikalnu kulu, odmah ispod pantografa, i morao je biti postavljen između kabine i prikolice.
Treba naglasiti da se radi o prototipu sistema. Na kraju, možete očekivati jednostavno izuzetak u propisima, koji će omogućiti da se kamioni produže postavljanjem pantografa iza spavaćih soba pune veličine. Ovo takođe može ići ruku pod ruku sa izduženim spojlerima tako da prostor između kabine i prikolice ne generiše dodatne turbulencije. Dodao bih i da je sama izgradnja ove kule relativno jednostavna. Na primer, ne postoji dodatni sistem hlađenja koji treba servisirati.
5. Jaką dodatkową pracę ma przy tym kierowca?
Cały system można obsługiwać ręcznie lub automatycznie. W wersji ręcznej kierowca ma do dyspozycji przełączniki na desce rozdzielczej, którymi rozkłada lub składa pantograf, a także wyświetlacz, na którym widzi aktualne ustawienie pantografu. W wersji hybrydowej dodatkowo są też przełączniki do wyboru między spalinowym a elektrycznym silnikiem.
W układzie automatycznym ciężarówka sama decyduje co zrobić pantografem i jaki silnik w danym momencie wybrać. Odbywa się to w oparciu o geofencing, a więc wyznaczanie stref na wirtualnej mapie systemu satelitarnego. Poza tym pantograf podpięty jest pod zestaw czujników, dzięki czemu sam złoży się na przykład przy bardzo gwałtownym hamowaniu lub po prostu po opuszczeniu pasa ruchu i wyjechaniu spod sieci trakcyjnej. Co też ważne, pantograf został zbudowany w taki sposób, by ciężarówka miała około 30 centymetrów luzu na boki. Innymi słowy, nie trzeba jechać idealnie na środku pasa, by utrzymać połączenie z prądem.
Testowi kierowcy przechodzą specjalne, całodniowe szkolenia, które mają przygotować ich do prowadzenia prototypów. Wśród nich jest około czterech godzin teorii, obejmującej przede wszystkim pracę z prądem średniego napięcia (670 Volt). Pozostaje pytanie, czy w powszechnym użytku takie szkolenia zostałyby utrzymane.
Šta je sa preticanjem, spajanjem u saobraćaj i nadvožnjacima?
Kako se pantograf može preklopiti u bilo kom trenutku (ili će se preklopiti) dok nastavlja da vozi na bateriji ili dizelu, nema ograničenja prilikom promene traka, preticanja ili uvlačenja na parking.
Kada se proširi, pantograf može raditi od 4,7 metara do 5,8 metara iznad zemlje, automatski se prilagođavajući nivou kablova. U praksi, to znači da je moguće voziti ispod većine vijadukta autoputeva. Za posebno niske vijadukte, kablovi se takođe mogu zameniti plafonskim šinama. Ako je, s druge strane, vijadukt o kojem je reč apsolutno prenizak, geofencing sistem treba da da signal unapred da se presavije pantograf.
Šta je sa nesrećama i prevelikim transportom?
Kako su priznali predstavnici Autobahn des Bundes, cijeli sistem se ne uklapa baš u autoputeve sa samo dvije trake u jednom smjeru. To ne pravi razliku za same pantografske kamione, ali mogu nastati problemi kao što je nedostatak prostora za slijetanje spasilačkog helikoptera u slučaju nesreće, ili poteškoće sa vožnjom transporta velike i velike veličine. Stoga se do sada projekt fokusira na trotrakne ili šire autoceste.
Drugi potencijalno problematičan scenario je izbijanje požara na autoputu ili potreba za rukovanjem dizalicom. Zbog toga je kontrola nadzemne kontaktne linije direktno podređena operaterima koji upravljaju saobraćajem na autoputevima. Oni mogu izdati nalog za trenutno gašenje mreže na datom dijelu, na primjer tokom trajanja vatrogasne operacije.
8. koliko košta izgradnja mreže?
Ovde dolazimo do teme koja u početku može da bude zastrašujuća. Kao što je praksa do sada pokazala, elektrifikacija 10 kilometara autoputa košta oko 13 miliona evra. Štaviše, postoji mnogo naznaka da će eventualna popularizacija takvog sistema samo marginalno smanjiti troškove elektrifikacije od jednog kilometra. Što se više kamiona sa pantografima pojavljuje, to će električna infrastruktura morati biti naprednija.
Međutim, postoji pećina. Pa, velika većina ovih troškova nisu stubovi i žice, već trafostanice sa transformatorima koje treba postaviti blizu mreže. Međutim, radi se o potpuno istoj opremi koja bi morala biti postavljena na stacionarnim punjačima za električne automobile. Dakle, pod pretpostavkom da Evropska unija sprovede svoj plan elektrifikacije transporta, trafostanice sa transformatorima će i dalje morati da se kupuju i masovno postavljaju duž puteva. Pitanje je samo hoće li biti priključeni na stacionarne punjače na parkingu ili će prenijeti struju na vučnu mrežu.
Programeri takođe naglašavaju da je sva oprema o kojoj je reč univerzalna. Čak i ako projekat propadne i pantografski kamioni budu napušteni, oprema trafostanice mogla bi se lako prodati, na primer, kompanijama koje grade stacionarne punjače. Žice i stubovi će verovatno naći i kupce, jer je to ista instalacija kao i u gradskim tramvajskim mrežama.
Šta je sa servisiranjem takve mreže?
Očekuje se da će svaki deo mreže zahtevati godišnju inspekciju, koja obično traje oko 2 dana. Međutim, ceo sistem treba da bude izgrađen tako da se manji delovi mreže, dužine do 7 kilometara, mogu izvaditi iz upotrebe. Čak i tokom ovih godišnjih inspekcija, kamioni sa pantografima mogli su da nastave da voze bez pristupa električnoj energiji samo na kratkim udaljenostima.
Sama jačina kablova ne bi trebalo da predstavlja veliki problem. Na osnovu iskustva sa tramvajskim mrežama, procenjuje se da je oko 80 godina intenzivne upotrebe. Mehanička oštećenja mogu biti veći problem. Tokom testiranja prototipa, mreža je već bila oštećena građevinskom mašinom, kao i ceradom otkidana od poluprikolice za napojnice. U takvim situacijama Nijemci bi nastavili tradiciju stvaranja “štafelaja”.
10. kako to riješiti? A šta je sa međunarodnim transportom?
U ovom trenutku, prevoznici koji učestvuju u testovima ne plaćaju potrošnju električne energije. Na kraju, međutim, to se može rešiti, makar samo po istom principu kao i današnja putarina. Drugim riječima, može se naplaćivati putarina za svaki kilometar korištenja nadzemne kontaktne linije. Moguće je da bi i to bilo privatizovano, iako do sada ovde nisu objavljeni detalji.
Potencijalni problem u popularizaciji takvog rješenja može biti pitanje granica. Pogledajte samo železnički saobraćaj, gde mrežni operateri iz različitih zemalja decenijama nisu bili u stanju da se dogovore o usklađivanju infrastrukture. Zato inženjeri žele odmah da se suprotstave ovoj situaciji. Pre kraja ove godine predviđeno je da se predstavi evropski standard za izgradnju nadzemnih kontaktnih linija za kamione, na koje će sve ostale zemlje moći da se povežu. To znači da međunarodni saobraćaj može da se odvija nesmetano.
11. Koliko bi trebalo da se izgradi takva mreža?
Prema procenama širom Evrope, oko 20 odsto najkritičnije putne mreže u Evropi bilo bi dovoljno za elektrifikaciju 80 odsto teškog saobraćaja.
U slučaju Njemačke govori se o planu elektrifikacije 4.000 kilometara autoputeva (od oko 13.000 kilometara cijele mreže). To je zato što ovaj broj puteva obrađuje čak 2/3 ukupnog teškog transporta u Nemačkoj.
Da li još neko razmišlja o ovome osim Nemačke?
Švedska je prva evropska zemlja koja je testirala ovo rešenje 2016. godine. Lokalne vlasti su toliko uverene da su elektrifikaciju čak 2.400 kilometara autoputeva uključile u Nacionalni plan saobraćaja do 2034. godine. Prema lokalnim procjenama, to će omogućiti da domaćim prevozom upravljaju kamioni sa baterijama u rasponu od 150-250 kWh. Poređenja radi, bez ove elektrifikacije puteva bile bi potrebne baterije kapaciteta 450-1000 kWh.
Zanimljivo je da ova tehnologija privlači veliko interesovanje za Kinu i Indiju. Kinezi su pre samo nekoliko meseci predstavili dva prototipa kamiona sa pantografima i za njih su izgradili testne sekcije. S druge strane, Indija je u pregovorima sa Siemensom od maja ove godine o produženju kontaktne linije iznad glave za kamione na autoputu dugom 1.300 kilometara! Govorimo o ruti koja povezuje gradove Dehli i Mumbai, pokrivajući najteži saobraćaj u zemlji.
