Автономный, водородный, беспилотный: куда движется петербургский электротранспорт?

Несмотря на объективно сложный для всей транспортной сферы год, общественный электротранспорт Санкт-Петербурга пока не отказывается от внедрения инновационных решений. Специалисты СПб ГУП «Горэлектротранс» подтвердили, что в городе продолжаются процессы модернизации и обновления подвижного состава.

Бесконечный двигатель в миниатюре

Так, в Петербурге развивают крупнейшую в стране сеть троллейбусов с увеличенным автономным ходом (электробусов с динамической зарядкой, УАХ). Их еще называют бесконтактными троллейбусами, так как часть маршрута они могут преодолевать без подсоединения к контактной сети.

Ключевой элемент системы УАХ – тяговые литий-ионные аккумуляторные батареи. Согласно техническому заданию петербургского Горэлектротранса, они позволяют проезжать без подключения к контактной сети не менее 7,5 км (при этом заложенный производителем запас позволяет задействовать автономный ход и на большее расстояние). Зарядка аккумуляторов происходит в динамике, во время движения электробуса в режиме классического троллейбуса с поднятыми токоприемниками. Отсюда и название – электробусы с динамической зарядкой, или in-motion charging.

Всего по типу зарядки электробусы условно подразделяют на три типа: электробусы с медленной зарядкой (overnight charging), электробусы с ультрабыстрой зарядкой (оpportunity charging) и электробусы с динамической зарядкой (in-motion charging). Ключевая особенность последних как раз том, что на зарядку аккумуляторов не требуется дополнительных времени, мощности и инфраструктуры, в этих целях используется уже имеющаяся контактная сеть прямо во время движения по маршруту с пассажирами. В отличие от электробусов с быстрой и длительной ночной зарядками, троллейбусам с УАХ не нужно строительство специальных зарядных станций. «В этом существенное преимущество Петербурга: наш город обладает развитой и хорошо работающей троллейбусной инфраструктурой, которая позволяет быстро развивать уже существующие троллейбусные линии без дополнительных вложений», – подчеркивают в компании. Электробусы с динамической зарядкой также эффективно используют рекуперацию: энергия от торможения идет на восполнения заряда аккумуляторов.

Еще один существенный плюс технологии, используемой в подобных электробусах, – отсутствие вредных выбросов. Для обогрева салона не требуется оборудование на дизельном топливе, который устанавливается на ряде электробусов с иным типом зарядки. Тяговые аккумуляторные батареи, установленные на троллейбусах с УАХ, при необходимости обогревают или охлаждают себя сами, в зависимости от внешней температуры. Отработанные батареи обретают вторую жизнь, например в качестве резервных источников питания в различных сферах городского хозяйства и энергетики.

Первые обсуждения системы УАХ начались в 2011 году. Первое испытание состоялось весной 2013-го. В течение 3 лет на испытаниях в городе на Неве побывало несколько моделей различных производителей, отличающиеся по характеристикам: электробусы с динамической зарядкой, электробус с длительной зарядкой, дуобус (троллейбус с дополнительным двигателем внутреннего сгорания). По итогам испытаний была разработана маршрутная сеть. С декабря 2017 по март 2020 года было открыто восемь маршрутов (№№ 2, 17, 18, 23, 32, 41, 43, 47). На данный момент в парках Горэлектротранса числится 125 единиц ТУАХ. Благодаря появлению в Петербурге электробусов с динамической зарядкой удалось увеличить маршрутную сеть экологически чистого транспорта на 27 км. Перспективная маршрутная сеть предполагает запуск ряда новых маршрутов в разных частях города, в том числе в рамках проекта «Зеленый остров» (на Васильевском острове).

В 2020 году предприятие планирует приобрести в лизинг 35 троллейбусов с увеличенным автономным ходом. Согласно техническому заданию, ТУАХ должны быть оснащены литий-ионными батареями, позволяющими проезжать не менее 10 км без контактной сети, со сроком службы не менее 8 лет. В салоне должно быть не менее 85 мест для пассажиров, из них не менее 26 – посадочных.

Трамваи – пионеры технологий

В части работы с трамваями специалисты СПб ГУП «Горэлектротранс» видят целесообразность и перспективы в развитии городского электротранспорта, базирующегося на энергоустановках на водородных топливных элементах. Привлекательность энергоустановок на водородных топливных элементах (ЭУТЭ) по сравнению с литий-ионными аккумуляторными батареями (ЛИАБ) состоит в том, что заправка ЭУТЭ водородом может быть обеспечена в течение 3–5 мин., в то время как зарядка ЛИАБ требует более продолжительного времени.

В 2019 году специалистами СПб ГУП «Горэлектротранс» и филиала «ЦНИИ СЭТ» ФГУП «Крыловский государственный научный центр» была представлена собственная разработка – действующий макет трамвая, оснащенный новой системой генерации электроэнергии на водородных топливных элементах. Так называемый водородный трамвай был построен в Цехе ремонта трамваев на Московском проспекте и успешно прошел испытания.

Программа испытаний предусматривала возможность работы трамвая как под контактной сетью, так и в режиме автономного хода с использованием водородных топливных элементов, что в перспективе позволит продлевать существующие трамвайные линии без продления контактной сети и строительства тяговых подстанций (по аналогии с троллейбусами с увеличенным автономным ходом). Особенно эффективным, по мнению специалистов предприятия, будет использование водородных трамваев на вылетных линиях и линиях легкого рельсового транспорта. Однако необходимо отметить, что вопрос функционирования транспорта на водородном топливе требует дополнительного законодательного регулирования.

По словам представителя компании, вопрос внедрения трамваев с беспилотным управлением на данный момент не рассматривается. Данный вопрос требует законодательного регулирования, а также проработки в техническом плане, прежде всего, надежных и эффективных систем безопасности.

Однако на взгляд специалистов СПб ГУП «Горэлектротранс», трамвай является наиболее перспективным видом транспортных средств для внедрения беспилотного управления. Процесс может ускориться с расширением количества выделенных полос для общественного транспорта. Внедрение беспилотного транспорта станет возможным только с внедрением надежных систем управления транспортом, а также управления уличным дорожным движением.

«Наиболее безопасным и надежным движение беспилотного трамвая сможет стать только тогда, когда все другие транспортные средства также будут беспилотными, то есть когда действия всех транспортных средств в потоке синхронизированы между собой и подчиняются единым протоколам управления дорожным движением», – подчеркнули в компании.

Пора обновляться

В Петербурге продолжается процесс обновления устаревшего подвижного состава. В 2019 году состоялась поставка 21 трехсекционного полностью низкопольного трамвая модели «Витязь-М» (71-931М), которые начали работу на обновленном маршруте № 60 на юго-западе Санкт-Петербурга. Для удобства водителей трамвай оборудован 12 камерами, не допускающими слепых зон как снаружи, так и внутри. Кроме того, «Витязь-М» оснащен автономным ходом, достаточным для того, чтобы в случае необходимости выйти из-под обесточенного участка контактной сети.

В 2020 году СПб ГУП «Горэлектротранс» планирует приобрести в лизинг 20 сочлененных троллейбусов особо большой вместимости, 35 троллейбусов с увеличенным автономным ходом и 87 классических троллейбусов.

Сочлененные троллейбусы особо большой вместимости будут вмещать не менее 140 человек (не менее 36 посадочных мест). Салон и кабина новых сочлененных троллейбусов должны получить светодиодное освещение. Машины должны быть оборудованы автономным ходом на 150 м, позволяющим отсоединиться от контактной сети и объехать обесточенный участок или заблокированную часть дороги.

Схожие характеристики по оснащению – и у электробусов с динамической зарядкой. Возможности нового вида транспорта за 2 года позволили расширить маршрутную сеть и продлить троллейбусные линии в районы, не оборудованные контактной сетью. Закупаемые в 2020-м году ТУАХ должны быть оснащены литий-ионными батареями, позволяющими проезжать не менее 10 км без привязки к контактной сети (для ТУАХ предыдущих поставок ТЗ предусматривало автономный ход не менее 7,5 км) со сроком службы не менее 8 лет. В салоне должно быть не менее 85 мест для пассажиров, не менее 26 – посадочных.

87 классических троллейбусов также будут отличаться от моделей предыдущих поколений, к примеру, наружным, обвесом из композитных материалов, что снижает эксплуатационные расходы на возможный ремонт после ДТП и увеличивает срок службы машины благодаря коррозионной стойкости.

На данный момент в Санкт-Петербурге полностью самортизированы (обновлены) 63% трамваев и 46% троллейбусов. Все новые закупаемые трамваи и троллейбусы в обязательном порядке выполнены низкопольными. Техническое задание на новый подвижной состав предусматривает, что салоны оснащаются кондиционерами, медиакомплексами, доступом к интернету через бортовой Wi-Fi, зарядными USB-разъемами. Для маломобильных пассажиров предусматривается наличие выдвижных аппарелей, аудиоинформаторов, бегущей строки, а также системы «Говорящий город». Для повышения безопасности и комфорта пассажиров подвижной состав оснащается наружными и салонными видеокамерами, датчиками подсчета пассажиропотока, а также системой электронного контроля оплаты проезда, принимающей карты систем МИР, Visa PayWave и MasterCard PayPass. Специалисты СПб ГУП «Горэлектротранс» в ближайшем будущем планируют переход с односекционных трамваев на двухсекционные.

Автор: Юлия Чернышевская