Aj diaľnice je možné elektrifikovať
Európska únia predpokladá, že v cestnej doprave znížime do roku 2025 emisie oxidu uhličitého o pätnásť percent a do roku 2030 o tridsať. Spoločnosť Siemens navrhuje dve riešenia, ktoré by výrazne pomohli naplniť tento cieľ – nabíjaciu infraštruktúru pre nákladné automobily a eHighway.
Ambíciou Európskej únie je postupne do roku 2050 dosiahnuť uhlíkovú neutralitu. Otázkou je, aká budúcnosť čaká cestnú nákladnú dopravu. Napriek snahe o presun dopravy tovarov na elektrifikovanú železnicu, odborníci očakávajú, že v budúcnosti sa počet nákladných vozidiel bude skôr zvyšovať ako znižovať. Nemecký inštitút Oeko predpokladá, že viac ako polovica nákladnej dopravy bude aj naďalej využívať cestné vozidlá. Je jasné, že nemôžu využívať dnešné naftové motory a tak sa rozbehla diskusia o možných alternatívnych riešeniach.
Elektrina na diaľniciach
Nákladné automobily a autobusy zodpovedajú za približne štvrtinu oxidu uhličitého z cestnej dopravy v Európe. „Práve pri týchto vozidlách sa treba zamerať na znižovanie emisií,“ hovorí Martin Kullmann, riaditeľ divízie Connected eMobility spoločnosti Siemens. Spolu s kolegami z tímov Future Grids a eHighway hľadajú riešenie, ako elektrifikovať diaľkovú cestnú nákladnú dopravu
Elektrické pohony sú efektívne vďaka kombinácii vysokej účinnosti a absencie strát pri premene na kinetickú energiu. Pre technológie s batériami je však diaľková nákladná doprava stále problematická. Predpokladá sa, že v súčasnosti vyvíjané ťažké vozidlá budú mať dojazd najviac päťsto kilometrov. „Bude preto nevyhnutné zásobovať ich energiou počas presunu. Vyvinuli sme dve technológie, ktoré sa vzájomne dopĺňajú a ukazujú, ako by mohla v budúcnosti vyzerať nákladná doprava. Testujeme ich koridore z Hamburgu do Norimbergu, trase dlhej 610 kilometrov, ktorá zahŕňa diaľnice A1, A7, A70 a A7321“, hovorí M. Kullmann.
Diaľničné nabíjacie centrá
Prvé riešenie ponúka infraštruktúru nabíjacích staníc. „Máme k dispozícii technológie pre nabíjanie veľkých úžitkových vozidiel, ako nabíjačky plug-in s kvapalinou chladenými káblami a zásuvky až do 400 ampérov,“ hovorí Marcel Rümenapf z tímu Future Grids. „Nabíjačky s takouto vysokou kapacitou dokážu nabiť aj veľké batérie počas zákonom stanovenej 45-minútovej prestávky na odpočinok, keď musí vozidlo stáť.“
Pri koncipovaní diaľničného dobíjacieho centra sa vychádza z očakávaní pre rok 2030. Bude mať päť štandardných nabíjacích staníc, každú s kapacitou viac ako 350 kilowattov. Doplnia ich dve stanice s kapacitou až jeden megawatt alebo vyššou, ktoré sa použijú v kritických prípadoch. Obsluhovať ich budú robotické asistenčné systémy, ktoré postarajú o ťažké káble a veľké zásuvky, čo zvýši bezpečnosť pri pripájaní a odpájaní. Prípadné špičkové záťaže v prípade, že sa bude súčasne nabíjať viacero nákladných vozidiel, krátkodobo pokryjú stacionárne akumulátory a fotovoltaické systémy. Zaťaženie bude riadiť umelá inteligencia, ktorá bude operátorom šetriť náklady za pripojenie k sieti.
Nákladné diaľkové trolejbusy
Druhé riešenie ponúka Siemens Mobility eHighway – ide o technológiu, keď hybridné alebo batériové elektrické vozidlá podobne ako lokomotívy čerpajú energiu z nadzemného troleja cez pantograf. Technológia sa už osvedčila v mnohých pilotných projektoch na celom svete. Je vhodná najmä na frekventované úseky a čo je dôležité, umožňuje aj predbiehanie vozidiel.
„Využili sme naše skúsenosti z elektrifikácie železníc. Výhoda tohto riešenia je v kombinácii účinnosti elektrických železničných systémov a flexibility nákladných vozidiel. Ponúka udržateľný systém cestnej nákladnej dopravy,“ komentuje Hasso Grünjes, vedúci skupiny eHighway.
Riešenie eHighway umožní rýchle rozšírenie hybridných nákladných vozidiel so spaľovacím motorom. Vďaka troleji nainštalovanej pozdĺž diaľnice by jazdili na elektrinu a zároveň by si mohli dobíjať batérie, takže jazda so spaľovacím motorom by bola obmedzená na minimu. Ideálne je samozrejme použitie batériových nákladných elektromobilov – batéria by zostala pod trolejovým vedením nabitá, prípadne by sa mohla dobíjať.
Tento príklad nabíjacieho zariadenia je založený na očakávaných požiadavkách na rok 2030: Nabíjacie zariadenie budúcnosti bude mať viac ako päť nabíjacích staníc s nabíjacou kapacitou viac ako 350 kilowattov. Bude mať tiež dve stanice ponúkajúce nabíjaciu kapacitu až jeden megawatt alebo vyššiu - v niektorých prípadoch vo forme roboticky asistovaných systémov. To uľahčí správu veľkých zástrčiek a ťažkých káblov a zvýši bezpečnosť pri pripájaní a odpájaní. Niektoré špičkové záťaže spojené s výkonom potrebným na súčasné nabíjanie elektrických nákladných vozidiel budú z krátkodobého hľadiska pokryté stacionárnymi akumulátormi a FV systémami. To pomôže operátorom nabíjacích zariadení ušetriť na nákladoch na pripojenie k sieti vďaka inteligentnému riadeniu záťaže.
Treba čo najskôr začať
Experti Siemensu považujú kombináciu diaľničných nabíjacích centier a nadzemného trolejového vedenia za ekonomicky a environmentálne najlepšie riešenie pre cestnú nákladnú dopravu v Európe. Na začiatku by sa elektrifikovali najviac frekventované úseky a postupne by sa rozširovali, až by vytvorili najskôr národnú, neskôr nadregionálnu a napokon celoeurópsku sieť. Prínosy technológie sa budú zvyšovať priamo úmerne s veľkosťou dostupnej siete. Ak európske krajiny berú svoje záväzky pri znižovaní emisií z dopravy vážne, mali by čo najskôr začať s výstavbou a rozširovaní energetickej infraštruktúry pozdĺž diaľničnej siete. Aj od výrobcov automobilov sa očakáva zrýchlenie vývoja hybridných a batériových nákladných elektromobilov.
Sandra Maria Wild