Спустя почти полтора столетия после того, как компания Siemens изменила облик общественного транспорта, подарив миру электрический трамвай, она совершает новую революцию. На этот раз Siemens меняет облик грузовых перевозок, запустив в Германии первую в мире электромагистраль, на которой грузовики с электродвигателями могут заряжаться во время движения. Власти страны уже выделили на проект более 80 миллионов евро и не собираются останавливаться — они ожидают, что внедрение «зеленого» транспорта позволит значительно сократить количество выбросов углекислого газа в атмосферу и помочь противостоять глобальному потеплению. В Siemens же считают, что проект не только спасает экологию страны, но и будет крайне выгоден перевозчикам из-за огромной экономии на топливе. Грузовые перевозки будущего — в материале «Ленты.ру».
У истоков
Инженер Вернер фон Сименс — один из основателей концерна Siemens — представил свой прототип электрического трамвая 140 лет назад, в 1879 году, на промышленной выставке в Германии. Это был полуигрушечный поезд для катания посетителей. Локомотив питался от третьего рельса и тянул за собой три вагона, каждый на шесть посадочных мест. Состав едва развивал скорость в шесть километров в час, но разработка имела ошеломительный успех: состав двигался без пара и лошадиной тяги, в отличие от распространенной в то время конки — предшественницы электрического трамвая. Спустя всего несколько лет, 16 мая 1881 года, компания Siemens & Halske (прежнее название современного концерна Siemens) шагнула дальше и запустила первую электрическую трамвайную линию. Ее открыли на окраине Берлина, между Лихтерфельдом и Кадетским корпусом. Длина маршрута составляла 2,5 километра, а состав уже развивал скорость до 30 километров в час. За первые три месяца этот трамвай перевез более 12 тысяч пассажиров.
Фото: Public Domain / Wikimedia
Однако инженерам еще предстояло решить несколько проблем, главная из которых — то, что третий контактный рельс располагался на земле. В сырую погоду регулярно происходили короткие замыкания, что приводило к остановке трамвайной линии. Этот вопрос разрешил американский инженер Фрэнк Спрэйг: в 1888 году он установил на крыше трамвая токоприемник, который скользил по контактному проводу, подвешенному на столбах высоко над землей. После таких доработок трамваи стали востребованы по всему миру.
Однако между Первой и Второй мировыми войнами популярность такого транспорта пошла на спад из-за распространения автобусов, троллейбусов и автомобилей. Вновь трамваи, а затем и другой транспорт на электрической тяге стали актуальными только несколько десятилетий спустя, с ростом населения городов и промышленного производства. Увеличение количества машин и другого бензинового и дизельного транспорта, повышение интенсивности перевозок привели к загазованности, шуму и пробкам — решение этих проблем в мире пытаются найти до сих пор. Однако Siemens, кажется, придумал, как сократить выбросы при грузовых перевозках — концерн запустил в Германии первую в мире электромагистраль, на которой грузовики с электродвигателями могут подзаряжаться во время движения.
Двигатель прогресса
Siemens говорила о проекте с 2012 года, однако запустили eHighway только 7 мая 2019-го. Это не новая дорога в полном понимании этого слова, а модифицированный участок старой магистрали А5 между Франкфуртом и Дармштадтом. По обеим сторонам трассы над крайними правыми рядами протянули кабели с напряжением 670 вольт. Используя эти линии, гибридные грузовики, оснащенные пантографами (трамвайными «рожками»), могут заряжаться на ходу. Система работает так: фура должна перестроиться в правую полосу, выдвинуть пантографы и прижаться ими к контактной линии. Устанавливать соединение с сетью и отключаться от нее можно на скорости до 90 километров в час.
В департаменте транспорта земли Гессен, на территории которой находится участок дороги, заявили, что eHighway позволяет грузовикам совершать обгон без отсоединения от сети. Во время подключения к контактной линии фуры работают только на электричестве, а в «офлайн»-режиме переходят на гибридные двигатели. Если контактные линии будут повреждены или порваны, например, из-за урагана, то напряжение в кабелях будет автоматически отключаться, заявили в департаменте транспорта земли Гессен. Зимой на линии будет работать система защиты кабелей от обледенения.
Фото: Siemens AG
Пилотные версии электромагистрали тестировались в США и Швеции. В Германии она проходила тест-драйв в декабре 2018 года на той же трассе А5, но тогда он проводился ночью, и грузовик двигался по дороге на очень малой скорости. Теперь же разработчики и власти Германии хотят посмотреть, как система будет работать в реальных условиях — на оживленной трассе, с множеством машин вокруг. В нынешнем режиме eHighway проработает как минимум до 2022 года. После этого, в случае успеха проекта, электрифицированные трассы появятся и в других регионах Германии. Причем eHighway может приобрести действительно исторические масштабы. Согласно исследованию германского Минтранса, в будущем до 80 процентов грузоперевозок в Германии могут быть электрифицированы.
Большие надежды
eHighway разработана при финансировании федеральных германских властей. В рамках национальной стратегии Германия намерена снизить количество выбросов углекислого газа в атмосферу к 2020 году на 40 процентов по сравнению с уровнем 1990 года. По итогам 2018 года выбросы парниковых газов в Германии составили 866 миллионов тонн. В Siemens считают, что если 30 процентов грузового транспорта в стране заменить на электрический, выбросы углекислого газа удастся сократить на семь миллионов тонн в год.
Aston Martin Rapid E
Фото: Aly Song / Reuters
Правительство Германии уже вложило в проект около 15 миллионов евро. В частности, на эти деньги были протянуты линии электропередач и построена необходимая энергетическая инфраструктура. Еще столько же потратят в следующие три года на испытания системы. Сверх этого 70 миллионов евро ушло на создание гибридных грузовиков Scania и Volkswagen, которые будут курсировать по этой трассе, испытывая ее возможности в условиях реального трафика. Однако в Siemens уверены, что проект будет выгоден не только с точки зрения экологии.
В компании подсчитали, что использование гибридного грузового транспорта может значительно сократить затраты перевозчиков на топливо: экономия для владельца фуры весом 40 тонн составит 16 тысяч долларов на 100 тысяч километров. В компании отметили, что особенно выгодным может стать оборудование eHighway на коротких маршрутах, где грузовые автомобили двигаются по челночному принципу. В частности, речь идет о дорогах, которые соединяют грузовые порты, распределительные центры и шахты со складами.
Но есть нюанс
У Siemens есть реальные шансы популяризировать использование фур на электрической тяге в грузовых перевозках, поскольку eHighway решает одну из основных проблем «зеленого» транспорта — длительность зарядки аккумулятора и скромные расстояния, на которые электрокары могут передвигаться без подзарядки. Но eHighway — не единственный возможный вариант. Свой способ подзарядки автомобиля в движении разработали и в Швеции. Там электрическую контактную линию решили разместить не над полосой движения, а непосредственно в ней. В дорожное полотно встроили контактный рельс; чтобы подзарядиться от него, машина должна быть оборудована токоприемником, который водитель подсоединяет к сети перед началом движения.
После прохождения участка дороги с контактным рельсом машина отсоединится от него автоматически и дальше будет двигаться без подзарядки. В случае обгона сеть также разомкнется автоматически. Система работает по принципу обычной розетки — на поверхности рельса напряжения нет, а для того, чтобы достать до зоны, в которой есть электричество, нужно углубиться на пять-шесть сантиметров. Такой участок дороги в тестовом режиме запустили в 2018 году; строительство одного километра обошлось в миллион евро, однако разработчики утверждают, что это в 50 раз дешевле, чем строительство аналогичной по протяженности трамвайной линии.
Фото: eRoadArlanda
Дальше пошла американская компания Qualcomm, которая не связана с электрокарами, — это производитель мобильных процессоров и создатель технологии Quick Charge. Qualcomm создала систему Halo, использование которой позволяет электрокарам по ходу движения заряжать двигатель, физически не подключаясь к сети. Система работает по принципу беспроводной зарядки гаджетов. В дорожное полотно установлены специальные пластины, которые передают энергию; чтобы подзарядиться, автомобиль должен двигаться непосредственно над этой колеей. Систему протестировали в 2017 году. Во время зарядки от такого источника питания автомобиль может двигаться со скоростью до 100 километров в час.
Фото: Qualcomm
Без решения проблемы зарядки двигателя гибридным грузовикам будет сложно составить какую бы то ни было конкуренцию дизельным фурам. Для сравнения: электрогрузовику Tesla Semi мощностью 500 лошадиных сил одного заряда аккумулятора хватает на 800 километров, при этом длительность зарядки батареи грузовика составляет 40 минут. В то же время тягач Kenworth W900 с такой же мощностью двигателя благодаря своим топливным бакам может без дозаправки преодолеть более двух тысяч километров. Таким образом, дизельный транспорт пока более выгоден для перевозчиков с точки зрения времени, затраченного на доставку товара или сырья в пункт назначения.
