Электробусы в мире и в Минске: как проектировщики пытаются объединить плюсы автобуса и троллейбуса и что из этого получается
Появление в Минске электробусов – уже не новость. За семь месяцев с начала их эксплуатации в столице Беларуси городские медиа написали немало о преимуществах и недостатках этого вида транспорта, о перспективах его дальнейшего распространения, а также о первых происшествиях с участием электробусов.
Общественный транспорт – тема в целом непростая для столицы: количество личных автомобилей растёт (в 2015 г. их в Минске было 635 тыс. шт., или 324 шт. на 1000 человек), заторы и пробки учащаются, а воздух становится грязнее. Поскольку большее строительство дорог генерирует больший трафик (т.н. феномен индуцированного спроса), автоцентричное планирование – строительство новых дорог, развязок и парковок – только усугубляет названные проблемы. Тем не менее, в Минске не всё однозначно плохо с транспортной политикой. В частности, развитие метрополитена и электробусов в Минске может рассматриваться как шаг к устойчивой городской мобильности – удовлетворению потребности в передвижении людей, грузов и информации при нанесении минимального ущерба окружающей среде. Если метрополитен – технология давняя и хорошо известная, то электробус – для многих пока только слово.
В данной статье мы рассмотрим отдельные аспекты развития электробусов в мире и в городе Минске – как нового вида городского общественного транспорта (эксплуатация которого началась в 2017 г.). Мы осветим причины его возникновения и историю развития, чтобы ответить на несколько ключевых вопросов. Во-первых, для чего внедряют электробусы в целом и в Минске в частности. Во-вторых, насколько эффективен этот вид транспорта на данный момент в мире и у нас. В-третьих – каковы перспективы его развития. Мы выдвинем несколько предположений и гипотез касательно экономических, финансовых, технических аспектов внедрения электробусов в Минске, которые ждут более подробного исследования с использованием материалов, отсутствующих в открытом доступе.
Мобильность и экология: Примеры законодательных решений проблем общественного транспорта
По оценкам Всемирного банка, на весь транспорт приходится 23% выбросов парниковых газов (непосредственно на автобусы – около 8 %), что значительно влияет на изменение климата. Сокращение выбросов, повышение энергетической эффективности, улучшение качества воздуха и уменьшение шумового загрязнения являются приоритетами устойчивого развития многих государств. Так, Европейский союз в рамках примерно 20 основных законодательных инициатив и стратегий в поддержку экологизации общественного транспорта поставил задачу к 2050 году снизить уровень выбросов парниковых газов на 80% по отношению к 1990 году, при этом выбросы от транспорта планируется сократить по меньшей мере на 60%.
Под влиянием продолжающейся урбанизации, роста общественной поддержки ценностей устойчивого развития, а также вызовов энергетической безопасности (рисунок 1), некоторые страны (например, Нидерланды), регионы и города приняли стратегии и планы устойчивого развития общественного транспорта (SUMP) либо озвучили намерение изменить городские транспортные системы. Пример – «Декларация чистых автобусов», принятая по инициативе ряда городов – членов организации С40.
Факторы, способствующие сокращению выбросов общественного транспорта.
Источник:Отчет Fuel Cell Electric Buses. Potential for Sustainable Public Transport in Europe
Декарбонизация общественного транспорта – одна из приоритетных целей устойчивой городской мобильности. По оценкам Института транспорта и развития (ITDP), в настоящее время современный общественный транспорт находится на пороге трех революций (3Р): электрификации подвижных средств, их автоматизации и широкого распространения совместной мобильности.
При этом сценарий, предусматривающий успешное развитие общественного транспорта по трем вышеназванным направлениям, предполагает достижение на глобальном уровне значительных результатов, таких как:
сокращение энергопотребления городским пассажирским транспортом на 70%;
сокращение выбросов СО2 на более чем 80%;
сокращение затрат на покупку транспортных средств, развитие инфраструктуры и прочих операционных издержек на 40%;
достижение экономии (в мире) в среднем в 5 триллионов долларов в год.
Развитие электробусов тесно связано со стоимостью двух основных на сегодня видов колесного общественного транспорта: автобусов и троллейбусов. Для этого воспользуемся данными отчета консалтинговой компании PricewaterhouseCoopers.
Современные дизельные автобусы – самый доступный с точки зрения производства, инфраструктуры и эксплуатации способ организации общественного транспорта. Благодаря относительно невысокой стоимости (например, один автобус МАЗ стоит около 180 тыс. у.е. за машину) они являются самым массовым городским общественным транспортом в мире. Однако уровень шума и выбросов не позволяет рассматривать дизельные автобусы в качестве устойчивого транспорта будущего. Троллейбусы, которые эксплуатируются в настоящее время в более чем 370 городах мира, имеют аналогичную вместимость и меньший уровень шума. Они, как правило, стоят дороже автобусов (цена современной машины ОАО «Белкоммунмаш» составляет около 281 тыс. у.е.) и требуют дополнительных затрат на содержание инфраструктуры.
До недавнего времени технологии не позволяли создать конкурентоспособный электробус: его стоимость (по разным оценкам, в 2-4 раза большая, чем у автобусов и троллейбусов) повышалась в связи с дороговизной и малой емкостью аккумуляторов. Однако ситуация на рынке меняется, и удешевление необходимых комплектующих способно стимулировать их распространение в городах мира. Теперь обсуждают не только стоимость, но и экологичность электроэнергии, используемой для подзарядки. Сравнительная характеристика автобусов, троллейбусов и электробусов приведена в таблице ниже.
Таблица 1. Сравнительные характеристики отдельных видов общественного транспорта
Источник: http://civitas.eu/sites/default/files/civitas_policy_note_clean_buses_for_your_city.pdf
Эксплуатация электробусов в мире
Электрический общественный колесный транспорт (электробусы) способен перевозить значительные объемы пассажиров при минимальном воздействии на окружающую среду. Ожидается, что переход от дизельных автобусов (которые составляют значительную долю автопарка большинства городов мира) к электробусам будет устойчивым решением городских транспортных проблем.
Первый случай успешной эксплуатации электробусов был отмечен в 2008 году во время проведения Олимпийских игр в Пекине (Китай); за этим в 2010 году последовал выпуск 12-метровых машин с запасом хода в 250-300 километров. Это послужило началом развития рынка китайских производителей электробусов и внедрения концепта нового электрического общественного транспорта в городах Китая. К концу 2017 года полностью на электробусы систему колесного наземного общественного транспорта планируют перевести 12-миллионный город Шеньчжень). Параллельно собственные модели начали тестировать производители из США и стран Европейского союза (в ЕС одним из стимулов послужило утверждение программы EC Low-carbon 2050 Roadmap в 2009 году).
По данным отчета Международной ассоциации общественного транспорта (UITP) и европейского проекта ZeEUS, посвященного электрификации городских автобусных транспортных сетей, в 2017 году более чем в 90 европейских городах эксплуатировались электробусы разных типов как в тестовом, так и в полноценном режимах, что свидетельствует о растущем интересе к этому виду транспорта.
Так, в Варшаве приобрели 6 машин китайского бренда BYD вместимостью в 60 пассажиров (парк задействован на 222 маршруте). Город еще не занимался вплотную развитием сети зарядных станций, поэтому были установлены быстрые зарядки на терминалах и медленная в депо. На сегодняшний день работает около 20 зарядных пунктов. Пока проект носит экспериментальный характер, но уже было объявлено о закупке городом 130 машин к 2020 году.
Не отстают от Варшавы и другие европейские города: в конце августа 2016 года Транспортная городская организация Праги (PPTC) объявила об успешном завершении пятилетнего тестирования электробуса. В тестировании участвовал один электробус чешского производства SOR EBN 11 (рисунок 2), особенностью которого является эксплуатация трамвайной инфраструктуры для подзарядки конденсатора. SOR EBN 11 вмещает 93 пассажира и способен функционировать на протяжении всего рабочего дня. В том же году в Праге было запущено 4 маршрута средней протяженностью 28 км. Средний пробег автобуса за день – 283 км.
Электробус модели SOR EBN 11 в Праге
Источник:images.google.com
В 2017 году городом были закуплены новые электробусы SOR EBN 12, которые отличаются возросшей до 102 человек вместимостью, более емкой батареей и современным дизайном. Также они имеют еще одну особенность – возможность зарядки в процессе движения. Расширение парка позволило запустить новые маршруты – теперь их стало 8. В следующем году планируется приобрести еще 12 машин и запустить дополнительную линию.
Одним из первых беспроводную зарядку электробусов внедрил Берлин. Здесь в 2015 – 2017 годах технология была успешно апробирована на маршруте 204 длиной 6,1 км. Автобус ездил по маршруту весь день без необходимости дополнительных остановок для подзарядки, заряжаясь на каждой обычной остановке. Для этого были приобретены четыре модифицированные машины Solaris U12. По данным Bombardier – компании-разработчика системы быстрой беспроводной зарядки – пока такие системы стоят неоправданно дорого. Но город рассматривает эксперимент как вклад в будущее и способствует масштабированию технологии. В будущем Берлин планирует расширять транспортную сеть: к 2020 году в Германии будет крупнейший парк электробусов в Центральной и Восточной Европе.
Зарядные станции Bombardier в Берлине
Источник: сайт Bombardier – производителя зарядных устройств
Основной проблемой электрификации городских автобусов, с которыми сталкиваются производители и транспортные компании, является и ближайшие несколько лет будет являться высокая стоимость батарей (до 50% от общей стоимости электробуса). По оценкам экспертов Всемирного банка, это увеличивает затраты на приобретение электробусов на 100%, а субсидирование эксплуатации электробусов будет стоить 750$ на тонну потенциально «сокращенных» выбросов СО2. Для сравнения: субсидирование гибридных автобусов составит 100-250$ на тонну выбросов СО2. Для коммерчески успешной эксплуатации необходимо снижение стоимости батарей на 75%, а самих электробусов – на 90%.
Инициатива стран Балтийского моря BASREC в 2015 году провела исследование объемов закупок электробусов в отдельных странах Европы и спрогнозировала рост их количества по модели Басса. Ф. Басс взял в основу теорию диффузии инноваций Роджерса, предсказывающую скорость принятия нового продукта рынком, и смоделировал динамику распространения новых технологий. BASREC рассчитал по этой модели прогнозы развития рынка электробусов на период до 2030 г. (таблица 2).
Таблица 2. Результаты адаптации электробусов в отдельных странах Европейского союзав перспективе до 2030 г. по расчетам модели Басса
Источник: отчет BASREC – Development of Electric Transport
По оценкам ZeEUS, в Европейском союзе к 2030 году доля автобусов с электрическими батареями составит 52%. Стоит отметить, что наибольшими парками электробусов обладают как крупные города с устойчивым спросом на экологически чистый транспорт, например, Лондон, Париж, Женева, так и небольшие населенные пункты: Люблин, Ноттингем и др., в которых легче тестировать новый вид транспорта.
География эксплуатации электробусов всех типов на маршрутах общественного транспорта в странах Европы, 2017 г. (Исключены электробусы, оперирующие исключительно в пределах аэропортов (г. Ницца – 1 шт., г. Женева – 1 шт.).
Источник: Zeeus eBus Report 2017
Электробусы в Минске
12 мая 2017 года, с выходом в рейс электробуса по маршруту 59эл (рисунок 5), Минск присоединился к списку городов, в которых был внедрен новый концепт электрического автобусного общественного транспорта.
Электробус модели Е433 «VITOVT MAX ELECTRO», маршрут 59эл, г. Минск, 2017 г.
Источник: фотографии авторов
Общая протяженность маршрута «ДС Серова – Долгобродская», на котором курсировали 4 электробуса троллейбусного парка № 2, составила около 12,3 километра. На это расстояние должно хватить одного заряда батареи согласно техническим характеристикам производителя – ОАО «Управляющая компания холдинга «Белкоммунмаш». Суточный пробег электробуса при этом составил около 280 км. Инфраструктура для подзарядки электробусов представляет собой зарядные станции, расположенные на конечных остановочных пунктах маршрутов: ДС Серова, ул. Долгобродской, ДС Дружная и в троллейбусном парке № 2 КТУП «Минсктранс». 12 августа 2017 года, с выходом в рейс электробуса по маршруту 43эл «ДС Серова – ДС Дружная» сеть данного вида транспорта города Минска расширилась до двух маршрутов, а общая ее протяженность составила около 19,8 километра (рисунок 6).
В Минске в тестовом режиме эксплуатируют белорусские электробусы ОАО «Управляющая компания холдинга «Белкоммунмаш», выпускаемые под брендом «Vitovt». Разработкой своего электробуса также занимался Минский автомобильный завод, но отказался от нее по экономическим причинам. БКМ же сконструировала электробус на базе троллейбусов 42003 и 43303, что, среди прочего, облегчило оформление технической документации и разрешения на ввод в эксплуатацию. Впервые образцы новых машин были представлены на выставке «Белагро-2016», при этом в настоящее время существует две модели – Е420 и Е433, отличающиеся размерами. Обе модификации имеют двигатель мощностью 160 кВт, сделаны из композитных материалов, оборудованы калориферной системой отопления и климат-контролем в кабине водителя. Полностью низкопольный салон оборудован электрическими розетками и USB-портами.
Габаритами отечественные электробусы мало чем отличаются от зарубежных аналогов: длина E420 – 12,7 метра, а суммарная пассажировместимость – 90 мест, из которых 35 сидячих. У сочлененной версии E433 длина составляет 18 метров, а вместимость – соответственно 153 и 38 мест. Запас хода электробусов – около 12-16 км, меньше многих зарубежных аналогов. Согласно комментарию ОАО «Белкоммунмаш», запас можно довести до 100 км, но это ощутимо увеличит вес машины, уменьшит энергоэффективность и поднимет стоимость. Дело в том, что в электробусе применяются суперконденсаторы китайского производства. Их ресурс с учетом износа – около 10 лет или порядка 100 тыс. циклов заряда-разряда. Применение этой технологии обуславливает специфику движения машины: для зарядки в 12 км при полной загрузке достаточно 5-7 минут. Электробус заряжается на конечной станции и весь маршрут идет на собственном заряде. Основная проблема в настоящее время – высокая стоимость батарей, составляющая значительную часть стоимости электробуса. И даже при этом емкость батарей минского электробуса уступает зарубежным аналогам.
Стоимость машины не разглашается, но по данным производителя и с учетом конъюнктуры белорусского рынка окупаемость составляет более 10 лет, и в денежном эквиваленте электробус стоит в 1,5-1,7 раза больше, чем троллейбус со сравнимыми характеристиками. При стоимости троллейбусов в 281 и 375 тыс. у.е. за стандартную и сочлененную версии соответственно, можно подсчитать примерную цену электробуса – 420-450 тыс. у.е. за обычную и 560-640 за сочлененную машину. По мнению главного конструктора ОАО «Белкоммунмаш» О. Быцко, при учете стоимости владения маршрутом электробус выходит дешевле, но в то же время за срок в 10 лет эксплуатации в белорусских реалиях он не окупается.
Общее количество электробусов на улицах Минска на момент написания данного материала составило 20 машин. К концу 2018 г. планируется увеличить данную цифру до 80, причем 60 электробусов планируется закупить ко Вторым Европейским играм, которые пройдут в 2019-м году: логично предположить, что сеть маршрутов расширят к местам проведения Европейских игр. Можно предположить, что следующие маршруты появятся в районах с существующей троллейбусной инфраструктурой – в частности, в Курасовщине. В настоящее время неизвестно, насколько развитие сети электробусов в будущем повлияет на развитие существующей сети троллейбусов, общее количество маршрутов которой составляет 60, а протяженность контактной сети – около 490 км.
Маршруты электробусов, г. Минск, ноябрь 2017 г. (Штриховкой нанесена зона 500-метровой доступности остановочных пунктов)
Источник: minsktrans.by, openstreetmap.org
Особенностью внедрения электробусов в Минске является то, что их сеть подогнана к уже существующей сети троллейбусов, что выглядит нелогично с точки зрения целесообразности замены одного экологического вида транспорта (а не, к примеру, автобусов) другим на одном маршруте. РУП «Минсктранс» объясняет данную особенность экономическими аспектами введения в эксплуатацию электробусов – сокращением затрат на эксплуатацию инфраструктуры контактной сети.
В связи со сравнительно непродолжительным периодом эксплуатации электробусов делать выводы насчет их эффективности и перспектив в Минске рано. Отсутствует информация об их экономической эффективности, хотя, по данным «Минсктранса», эксплуатация электробусов по маршрутам 59-го и 43-го троллейбусов (судя по всему, в период с весны по осень) позволила сэкономить в сравнении с троллейбусом 14% электроэнергии, а затраты на эксплуатацию в расчете на 1 км пробега снизились на 3,8%. По оценкам ГУ «Столичный транспорт и связь», более точную оценку эффективности электробусов в Минске можно будет давать после расчетов по итогам эксплуатации в зимних условиях – на скользких дорогах, при низких температурах и включенном обогреве салона. Если принять во внимание, что энергоэффективность электробусов в 3 раза выше дизельных аналогов, то запуск первых вместо вторых мог бы быть работой на перспективу. При достаточном количестве электробусов сработает эффект масштаба, и их использование в расчёте на одну единицу удешевится. Электробусы «Vitovt» уже проходят тестовые испытания за пределами Республики Беларусь – с сентября 2017 года машина тестируется в Санкт-Петербурге.
Пускай даже электробус рассматривается как дополняющий вид транспорта на особенно загрязненных маршрутах, но сегодняшние реалии его внедрения в Минске означают замену одной (контактная сеть троллейбуса) дорогостоящей инфраструктуры на другую (зарядные станции). Это при том, что состояние контактной сети троллейбусов в Минске едва ли близко к полной выработке ресурса. Сегодня внедрение электробусов в Беларуси можно объяснить лишь обкаткой технологии перед продажей ее на экспорт и работой на перспективу. Экономический эффект от внедрения неоднозначен, машины не окупаются, а замена электробусами троллейбусов иным образом объяснить сложно. Вероятно, это связано с попыткой стимулировать развитие ЭТ в Беларуси в связи с постройкой Островецкой АЭС.
Существуют, однако, прогнозы BASREC, согласно которым со временем стоимость батарей снизится, что должно привести к росту популярности электробусов и увеличению числа городов, их эксплуатирующих.
Выводы
Глобальный тренд роста интереса к электробусам очевиден, и Минск здесь не исключение. Около 100 городов Европы, в том числе и в Беларуси (Могилев), планируют в ближайшее время инициировать замену автопарка дизельных автобусов. В то же время нельзя не заметить, что логика экспериментов с электробусами в Минске пока что в корне отличается от подобных экспериментов в упомянутых выше Варшаве, Берлине, Лондоне, Париже и т.д. Все эти города лишились своей троллейбусной сети в 1960-х – 1970-х годах (если не считать возвращения троллейбуса в Варшаву в 1983 – 1995). Поэтому сегодня они стремятся вводить (пока что дорогостоящие) альтернативы единственному виду колесного транспорта, который у них сохранился, – дизельному автобусу.
Минск по состоянию на конец 2017 года борется с Москвой за звание крупнейшей троллейбусной сети мира и в этом плане имеет большое преимущество перед упомянутыми столицами стран ЕС. В этой связи существующая в Минске практика замены электробусом именно троллейбусных маршрутов вызывает вопросы. В то время как все материалы на основных сайтах говорят об экологичности нового вида транспорта, практика его внедрения в самом лучшем случае не увеличивает количество выбросов СО2 – ведь у троллейбусов эти выбросы уже и так были нулевыми. Чтобы разговоры об декарбонизации и экологизации мобильности звучали логично, экспериментировать с электробусами стоило бы за счёт дизельных автобусов. От этого бы выиграли горожане, которые стали бы дышать более чистым воздухом. От замены электробусами троллейбусных маршрутов качество воздуха не изменится – в лучшем случае через несколько лет технологического прогресса выиграет бюджет, но не горожане. Пока же не выигрывает ни первый, ни вторые.
Ссылки на основные источники информации
ZeEUS Ebus report #2 – An updated overview of electric buses in Europe (2017)
BASREC – Emobility report (2015)
Greater Wellington Regional council – Evaluating the impact of different bus fleet configurations (2014)
Civitas – Policy note
UITP – Vision and mission
Openstreetmap.org – collaborative project to create a free editable map of the world.
Minsktrans.by – «Минсктранс» (минский общественный транспорт)
Minsknews.by – «Белкоммунмаш»: замена троллейбусов электробусами на 2 маршрутах позволила сэкономить до 14% электроэнергии
noc.by – Шкуратов Валерий: 300 новых автобусов и допмаршруты транспорта – Минск готовится принять гостей II Евроигр
