Чем троллейбус отличается от электробуса

Отказ от троллейбуса: новая эпоха электротранспорта Москвы

Почему полная замена троллейбусов на электробусы и автобусы экономически невыгодна, но власти Москвы пошли на этот шаг? Объясняет эксперт в сфере транспорта Андрей Киреев. История московского троллейбуса и подробный экономический расклад новаций в общественном транспорте столицы — в его авторском материале.

НЕМНОГО ИСТОРИИ МОСКОВСКОГО ШИННОГО ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА

15 ноября 1933 года была открыта первая 7,5-километровая линия московского троллейбуса. Именно эту дату следует считает начальной точки развития шинного электротранспорта в Москве.

Первая трасса проходила от Триумфальных ворот (нынешний Белорусский вокзал) до моста Окружной железной дороги через Волоколамское шоссе (район метро Сокол). Данный вид транспорта оказался крайне удачным, решал массу проблем своих собратев: трамвая и автобуса, из-за этого получил быстрое развитие, особенно в центре города. Буквально через два года, 12 ноября 1935, года троллейбус добрался к границам нынешнего СВАО. Маршрут №2 с этого момента начал курсировать от Дорогомиловской заставы до Ржевского (Рижского) вокзала. Данный маршрут известен до сих пор, правда теперь он автобусный — М2.

1934 год. Троллейбус ЛК первого маршрута на площади Революции

Следующим важным моментов электрофикации общественного транспорта в СВАО стало продление линии к ВСХВ (ВДНХ). Произошло это в 1939 году, тогда же построили линию до платформы Северянин (Ростокино). В конце 30-х годов в Москве начали тестировать двухэтажные троллейбусы. Их использовали на основных маршрутах города, в том числе на маршруте №2, проходящим в районе Рижского вокзала — ВСХВ. Для их эксплуатации подняли контактные провода, из-за чего одноэтажные троллейбусы не могли отклоняться от контактного провода. Высокий центр тяжести, низкая маневренность и сложности эксплуатации двухэтажных машин с одноэтажными показали необоснованность развития двухэтажных троллейбусов в Москве. Так закончился первый этап развития московского троллейбуса.

Далее начались тяжелые годы войны, но даже не смотря на войну, московский троллейбус продолжал работать, часть машин использовали для грузовых перевозок по городу (грузовые машины и автобусы были переданы фронту).

В послевоенный период развитие электротранспорта в городе продолжилось, из значимых событий стоит отметить: создание первого электробуса в СССР (1957 год), начало серийного выпуска троллейбусов-гармошек (1959 год). В 1954 году был открыт маршрут В — ходил по ВСХВ, для чего были выпущены специальные троллейбус с повышенной площадью остекления.

1953 год, троллейбус МТБ-82Д на Садовом кольце, на Самотёчной площади

В 1950-е годы было открыто движение по нынешнему ТТК от Савеловского вокзала до Марьиной Рощи, Линия по 1-ой Останкинской улице, троллейбус пришел в Бутырский хутор (до Огородного проезда), открыта линия по Шереметьевской и Новомосковской улицам, линия к гостинице «Турист» (район Ростокино), появилась линия по Ботанической улице до гостиницы «Останкино».

К началу 1960-ых годов линии троллейбуса в СВАО внутри МОЖД (нынешнего МЦК) приобретает обширное распространение и данная сеть уже нуждается в отдельном троллейбусном парке. В 1962 году был открыт новый троллейбусный парк в Заморинском переулке (ул. Бочкова). К тому моменту это был уже шестой парк троллейбусов, проектная его вместимость была около 200 машин (включая машины гармошки). В 60-е годы появляются линии на ул. Добролюбова, к гостиничному городку ВДНХ, по ул. Милашенкова.

К 1970-му году в городе работало 2 тысячи единиц шинного электротранспорта. В 1972 году в городе начали появляться троллейбусы ЗИУ-682Б (они под разными модификациия работали до начала погрома троллейбусного движения в городе). В 70-е годы троллейбус с 1 Останкинской улицы был переведен на более широкую ул. Королева. В конце 70-х — начале 80-х троллейбус СВАО вышел за пределы МОЖД (МЦК), открылась линия по Алтуфьевскому шоссе, на хордовом маршруте от Алтуфьевского шоссе до м. «Медведково», по Ярославскому шоссе. В 1980 году контактная сеть СВАО получила вид той, что была до начала ее ликвидации в 2010-е годы. В целом по городу на тот период работало более 2300 троллейбусов с единовременным выходом около 2 тысяч единиц.

1958. ЗиУ-9 на улице Кирова

Рассматривая троллейбусную сеть СВАО, легко заметить принцип построения сети: это улицы с большим пассажиропотоком (шоссе, хордовые), а так же улицы, граничащие с крупными парками (Ботанический сад, ВДНХ). Это и понятно: троллейбус — единственный из шинных типов транспорта не выделяет вредных выбросов.

25 августа 2020 года была закрыта самая большая в мире троллейбусная сеть. На сегодня идет варварское расхищение ее инфраструктуры. По данным разных транспортных форумов ночью срезается воздушная часть сети — медные провода. Вместо троллейбусов в городе работает 450 единиц электробусов с ультрабыстрыми зарядками (УБЗ).

РАССМОТРИМ РАЗНИЦУ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОСЕТИ ЭЛЕКТРОБУСОВ С УБЗ И ТРОЛЛЕЙБУСОВ

Вот так выглядит электроинфраструктура СВАО:

В границы округа нанесены все действующие троллейбусные сети на момент начала разрушения инфраструктуры и нынешние зарядные станции электробусов УБЗ.

Видно, что троллейбусные провода имеют связанные линии, что позволяет распределять пиковые нагрузки разных подстанций более равномерно, идет распределение нагрузки, что повышает надежность системы в целом.

В отличие от троллейбусных проводов электробусы имеют точечные зарядки, всего их шесть на весь округ. В случае выхода из строя тяговой подстанции маршруты обслуживаемые данным узлом зарядок ПОЛНОСТЬЮ выходят из строя, что говорит о слабой надежности инфраструктуры в целом. Также стоит отметить тот факт, что разные зарядные узлы не могут обмениваться энергией из-за этого имеются локальные излишки энергии на одних участках и недостаток на других.

Принцип построения маршрутов электробусов и троллейбусов также очень отличается. Электробус может работать лишь в радиусе 15 км от своего зарядного узла, данное ограничение сильно снижает изменение маршрутной сети. При росте города нужно переносить дорогостоящие зарядные узлы маршрутов.

В отличие от электробусов, современные троллейбус работают в зоне 15 км от контактной сети с условием прохождения маршрута минимум 50% времени под проводом. Так как основная масса проводов весит на пассажироемких улицах, откуда маршруты ближайшие десятки лет не уйдут, то инфраструктура троллейбуса выглядит более гибкой, чем у электробусов УБЗ. На сегодня в округе троллейбус может доехать до любой точки округа.

ЧТО ЛУЧШЕ: ТРОЛЛЕЙБУС ИЛИ ЭЛЕКТРОБУС?

Многие начинают говорить, что троллейбус лучше электробусов УБЗ, другие утверждают что электробусы УБЗ это современность, а троллейбус — архаизм. В данном случае нельзя сказать однозначно! Правы и неправы обе точки зрения! Все дело в том что данные типы транспорта имеют разные ниши и не могут заменять друг друга.

В современном городе троллейбусы (или, как их называют в Европе, «электробусы с динамической зарядкой») занимают нишу массовых перевозок, там где нужны часто ходящие маршруты (в нашем случае это маршруты типа т36, т73, т76, т80). Их использование отличается высокой надежностью, большой долью использования контактного провода и малыми затратами на батареи. У электробуса УБЗ ниша иная — он хорош для внутрирайонных, редких маршрутах. Т. е., тех маршрутах, где есть возможность долго стоять на конечной, а использование провода неэффективно из-за редкости его использования.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ

В данной части хочу упомянуть цифры, взятые из открытых источников (тендеров, круглого стола в МГД, а так же с сайта Архнадзор).

Электробус

Цена одной машины — 35 млн рублей, цена одной зарядки — ок. 7 млн руб. Каждая зарядка рассчитана на использование 7 электробусами, плюс 15% должны находится в резерве на случай выхода из строя. Рассчитывая эффективность электробуса УБЗ важно помнить, что у него тяжелые батареи (около 1,5 тонн, что эквевалентно 22 пассажирам), а также, что зарядка машины происходит в статичном состоянии. Все это ведет к тому, что для замены одного троллейбуса нужно 1,33 электробуса. Обслуживание одной зарядки 550 тыс. рублей в год (согласно тендеру).

Троллейбус

Цена одной машины с увеличенным автономным ходом — 20 млн рублей, модернизации контактного провода 500 тыс. руб за 1 км (согласно данным от Drive Electro ). Обслуживание 1 км провода — 135 тыс. рублей в год.

Подсчитаем эффективность относительно одного парка.

В 6-м троллейбусном парке расположено 200 машин, т.е. для полного обновления нужно:

Вариант 1. Электробус

35*200=7 млрд рублей, причем потеря по вместимости парка будет около 50 машин (т.е. 200 эл эквивалентны 150 тб). Для обслуживания 200 электробусов нужно 200/7*1,15=33 зарядные станции ценой 7 млн рублей 33*7=230 млн рублей. Плюс их обслуживание обойдется в 550*33=18 млн рублей в год.

Вариант 2. Троллейбус

20*200=4 млрд. рублей без потери вместимости. На модернизацию провода надо 500 тыс *100 =50 млн рублей.. Обслуживание 135*100=13,5 млн рублей в год.

КОМУ ЖЕ БЫЛ ТАК НЕВЫГОДЕН ТРОЛЛЕЙБУС В МОСКВЕ?

*В расчетах учтен фактор срока службы, у троллейбуса — 12 лет, у электробуса — 15 лет. Из-за динамических изменений цен на батареи фактор цены замены батарей в электробусах не учитывался (на сегодня 1/3 от цены машины, необходимость замены раз в 5-7,5 лет).

ПОЧЕМУ ТРОЛЛЕЙБУС РАЗВИВАЮТ В ДРУГИХ СТРАНАХ?

В Китае, ряде стран Европы (Швейцария, Италия, Греция, Германия, Австрия, Чехия и др.) последнее время пересмотрели свое отношение к троллейбусам, если 50 лет назад его уничтожали, то сейчас начали возрождать. Почему?

Все просто: современные троллейбусы получили автономность, причем они остались полностью электрическими без применения дизельных отопителей.

Данный вектор развития общественного транспорта в крупных городах хорошо показал себя на пассажироёмких маршрутах, т.е. на маршрутах с интервалами движения менее 10 мин. При таком движении расходы на инфраструктуру обходятся дешевле, чем расходы необходимые на создание инфраструктуры для электробусов УБЗ.

Как же так: содержать провода дешевле, чем содержать локальные зарядки? Ответ прост, считать нужно затраты не на одну машину, а на маршрут в целом!

В процентном соотношение самая дорогая доля в себестоимости перевозок — зарплата водителей, с учетом налоговых отчислений и фондов это 30-50 % (зависит от города и типа подвижного состава). Как говорилось выше, из-за тяжелой батареи и зарядках в статичном состоянии электробусов нужно на треть больше. Из-за этого понятно, почему в расчете затрат энергии электробусы НА ОДНУ МАШИНУ оказываются более экономичными в сравнении с троллейбусом

Электробус с УБЗ порядка 15-20% РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ тратит на стоянку под зарядкой, в то время как троллейбус работает.

Еще один аспект «экономии» энергии электробусом — обогрев салона с помощью дизельного котла. В то время как троллейбус имеет повышенный расход энергии (связан с наличием электропечек в салоне), электробус обогревает салон с помощью дизеля. Многим может показаться: «А что там может потреблять обогревательный котел? Мизер какой-то. »

Технические и эксплуатационные цифры говорят об обратном! При температурах на улице ниже нуля потребления на обогрев составляет в среднем 4 литра в час (!) при двухсменной работе (16 часов на линии) получаем более 60 литров в сутки! В Москве минимум 3 месяца в году имеют отрицательную температуру воздуха, т е за год КАЖДЫЙ электробус УБЗ в Москве будет потреблять порядка 5,5 тыс. литров дизеля, напомню на площадки в Останкино таких машин 200 штук, т. е. потребление дизеля в год данным предприятием МГТ вырастает с 0 до более МИЛЛИОНА литров дизеля в год!

Особенно жалко жителей близлежащих с парком домов (машины на маршруты должны выходить уже с теплым салоном т е разогрев салона будет идти в парке, а все выбросы от 200 дизельных печей пойдут в атмосферу улицы Бочкова. )

Итого:

Троллейбус потребляет больше энергии на 1 машину в день, но электробус с УБЗ требует еще порядка 5,5 тыс литров в год дизеля и их требуется на треть больше чем троллейбусов. Суммраные расходы по себестоимости эксплуатации троллейбусного маршрута обходятся значительно дешевле электробусных маршрутов при единых пассажирских перевозках.

В СМИ ГОВОРЯТ, ЧТО В РОССИИ НЕТ СОВРЕМЕННЫХ ТРОЛЛЕЙБУСОВ. ТАК ЛИ ЭТО?

Это совсем не так. Беда в том, что Москва последнюю крупную партию троллейбусов покупала в 2014 году. Возраст машин — шесть лет. Считается, что срок эксплуатации троллейбусов — 12 лет, автобусов — 7 лет, электробусов — 15 лет (за счет того что он работает на 20% меньше троллейбуса). С 2015 по 2020 годы городом было приобретено всего 50 троллейбусов, они все работали на юге города, поэтому в СВАО о них даже не знали. Именно поэтому сравнивать московские троллейбусы с московскими электробусами крайне неверно!

Посмотрим, что нам может предложить по этому вопросу российский автопром. В РФ производством троллейбусов занимаются три завода: УТТЗ (г. УФА), ПК ТС (г. Энгельс) и Транс-Альфа (г. Вологда), так же есть опытный троллейбус (возможен выпуск в случае большого заказа) у КАМАЗа (г. Нефтекамск) и крупный завод в республике Беларусь — БКМ. Все модели этих заводов совсеменные, низкопольные с количеством сидений не меньше чем в москвоском электробусе, с usb-розетками, wi-fi модулями. Конечно, все эти троллейбусы могут ездить без проводов (базовый автономный ход 20 км, при необходимости его можно увеличить до 50 км). Отдельно стоит остановиться на продукции Нефаза. Она унифицирована, то есть, завод выпускает на базе единой платформы: автобус, электробус УБЗ и троллейбус:

А вот такой троллейбус ходит по Санкт-Петербургу:

ЧТО МОСКВА ПОТЕРЯЛА ПРИ ОТКАЗЕ ОТ ТРОЛЛЕЙБУСА?

Очень тяжелый вопрос.

Прежде всего, город потерял свою историю, ведь троллейбус в Москве был такой же визитной карточкой, как двухэтажный автобус Лондона. По истории троллейбуса можно изучать историю города в 20 веке, всего этого нас лишили!

Также потери понесла экология города. Лишь в СМИ говорят про то, что троллейбусы заменяют на электробусы. На самом деле большая их часть заменена на дизельные автобусы.

Остановимся тут подробнее. В 2014 году (до программы разрушения троллейбуса в Москве) в городе было более 1600 троллейбусов, вместо них сейчас всего 450 электробусов, а как было сказано выше, один электробус не равен одному троллейбусу. с учетом того, что электробусов нужно на треть больше, то о равноценной замене можно говорить лишь для 340 троллейбусов.

Остальные троллейбусы были заменены на автобусы! (да-да в городе при отмене троллейбусов появилось более 1200 дополнительных автобусов!)

В процентом соотношении лишь 20% электрических троллейбусов заменили на электротранспорт, остальные 80% заменили на дизель. (лишь каждый пятый электрический шинный транспорт остался электрическим).

Можно ли это назвать развитие городского экологичного транспорта в городе? Думаю что нет, налицо деградация. А что это все значит для экономики и экологии?

На сколько город теперь больше покупает топлива для транспорта? Один электробус в год потребляет порядка 5,5 тыс литров дизеля, то есть все 450 электробусов Москвы за год потребляют порядком 2,5 млн топлива. Посчитаем, сколько потребляют 1200 автобусов пришедших на замену троллейбусов.

Расход топлива у автобуса различен: в теплый период идет только на движение (45 л/100 км), в зимний идет еще затрата на обогрев салона (2 л/ час, расход ниже электробусного так как часть тепла выделенного от двигателя используется для обогрева салона). В сутки при двухсменной (16 часов) работе автобус проезжает порядком 200 км. Получаем расход летом — 90 л / сутки, зимой — 120 л/сутки. Учитывая, что холодный период в Москве длится 3 месяца получаем суммарный расход одним автобусом в год — 35,5 тысяч литров дизеля. На 1200 автобус потребляет около 42,5 млн литров дизеля.

Таким образом, итог отмены троллейбусов в годов расчете — дополнительный расход 40-50 миллионов литров дизеля в год.

КОМУ ЖЕ БЫЛ ТАК НЕВЫГОДЕН ТРОЛЛЕЙБУС В МОСКВЕ?

Есть множество версий, почему убрали перспективный и экономичный вид общественного транспорта с улиц города. Точно сказать, что именно повлияло на данное решение невозможно, но можно перечислить основные:

• Передел столичного рынка производителями общественного транспорта. Сегодня в Москве покупают машины лишь двух производителей: ЛиАЗ (корпорация ГАЗ) и КамАЗ (Корпорация Ростех), если следовать этой теории то нужно было вытеснить с улиц города производителей троллейбусов.

• Подготовка к изменению правил перевозок. В конце прошлого года был принят федеральный Закон о ликвидации ГУП и МУП (на транспорте). Как итог, весь транспорт уходит в частные руки. Для частника троллейбус — проблема т.к. его сложно применять в другом городе (тендеры на маршруты в Москве имеют 5-летние контракты, новые контракты заключают с теми, кто предлагает наиболее новые машины. Т.е. машины с прошлого тендера нужно пристроить в другой город. С автобусами это просто, с троллейбусами намного сложнее из-за малого развития его по стране) и сложности содержания всей инфраструктуры троллейбуса (на сегодня ее содержит не город, а перевозчик — Мосгортранс)

• Проблемы с обновлением троллейбусной инфраструктуры. По бумагам за последние пять лет город обновил большую часть центральных тяговых подстанций (самый дорогой элемент инфраструктуры), заменил более половины воздушного провода. Но это все по бумагам, что по факту неизвестно. В случае ликвидации инфраструктуры (в настоящее время троллейбусные провода снимают крайне быстрыми темпами) проверить качество работ будет невозможно.

• Нехватка электромощности для ввода нового жилья в центральных частях города. Тут все просто: троллейбусная инфраструктура имеет подстанции через небольшие промежутки (примерно через 1,5-2 км), после небольшой модернизации (изменения напряжения на выходе) их можно использовать в бытовых целях.

• Конечно, есть мнение, что ликвидация троллейбуса связана с личной неприязнью мэра к данному типу транспорта. Комментировать этот вариант не стану, но напомню, что при Сергее Семеновиче был ликвидирован троллейбус в Тюмени.

Напоследок хочу подчеркнуть, что у КАЖДОГО типа транспорта в городе есть СВОЯ ниша, особенно в таком большом как Москва! Городу нужны как троллейбусы так и электробусы, важно понимать, что для того чтоб напоить деревню достаточно использовать несколько колодцев, но в крупном мегаполисе без водопровода не обойтись! Аналогично и с транспортом, для маршрутов с малыми пассажирскими потоками хватит и электробусов, но если мы хотим перевезти качественно большие пассажирские потоки без троллейбусов уже не обойтись!

В публикации использованы фото с сайта moscowwalks.ru

Эксперты: содержание электробуса обходится дороже троллейбуса минимум на 30 %

С таким заявлением выступили специалисты Международной ассоциации предприятий городского электрического транспорта, сообщают «Новые известия».

Как отмечают эксперты, электробус менее выгоден как вид общественного транспорта в сравнении с троллейбусом. Аналитики объединения транспортных предприятий России МАП ГЭТ пришли к выводу, что электробус московской модели с зарядкой на конечной станции и с коротким автономным ходом до 50 км является полностью невыгодным. Результаты исследования представлены на официальном сайте организации.

Московский электробус выходит дороже троллейбуса минимум на 31 %. Проиграл инновационный транспорт и автобусам с трамваями – при низком пассажиропотоке автобус стоит дешевле на 37 %, трамвай ­– на 51 %. Автобусы большого класса, в свою очередь, проигрывают троллейбусам при любом пассажиропотоке на 11-12% без учёта начальных вложений в инфраструктуру.

По данным «Новых известий», для проведения исследования специалисты Ассоциации проанализировали экономику различных видов городского транспорта и выяснили, при каких объёмах перевозок выгоден тот или иной вид транспорта. В основу исследования лёг условный 10-километровый маршрут, на котором подсчитали затраты на содержание транспортного парка, обслуживание инфраструктуры, зарплату водителей, ремонт транспорта, стоимость топлива и электроэнергии и другое.

В результате эксперты выявили, что электробус с точки зрения экономики попросту невыгоден для эксплуатации. Как отметили в издании, 1 тыс. закупленных столицей электробусов отапливаются дизельным топливом, что сводит на нет почётное звание такого транспорта как экологически чистого и без выхлопов. Поэтому исследователи сделали вывод, что трамваи и троллейбусы до сих пор являются самым выгодным транспортом для городской среды.

Исследователи выявили общее правило для каждого приведённого вида транспорта: с ростом потока должна повышаться и вместимость. На потоках свыше 1,5 тыс. в час автобусы дороже в 1,5-5 раз, чем трамваи. Электробус дороже любых остальных видов транспорта минимум на 30%, а в некоторых случаях и в 2 раза.

Ранее ИА «Бел.ру» тоже сравнило троллейбус и электробус, чтобы выяснить, какой из видов транспорта удобнее, дешевле и экологичнее. Согласно техническим характеристикам электробуса, такой транспорт оснащён батареями для ультрабыстрой зарядки – от 6-ти до 18-ти минут. В сутки электробусы проходят до 350 км и развивают максимальную скорость до 70 км/ч. Что касается троллейбусов, максимальная скорость движения достигает 60-75 км/ч. Однако у троллейбуса есть ограничения в манёвренности на дороге и иногда возникают проблемы с контактными сетями. Что касается максимальной вместимости пассажиров, то в электробусе могут проехать 85 человек, в троллейбусе – 91 человек.

Пока единого вывода, какой вид транспорта лучше для города, нет. Так, жители Белгорода отмечают, что содержание электробуса невыгодно и лучше вкладываться в развитие троллейбусов и трамваев, другие, наоборот, считают электробус отличным вложением для сохранения экологии.

Троллейбус, автобус или электробус? Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

ОБЩЕСТВЕННЫЙ ПАССАЖИРСКИЙ ТРАНСПОРТ / PUBLIC PASSENGER TRANSPORT / АВТОБУС / BUS / ТРОЛЛЕЙБУС / ЭЛЕКТРОБУС / ELECTRIC BUS / ДИНАМИЧЕСКАЯ ПОДЗАРЯДКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОБУСОВ / DYNAMIC ELECTRIC BUS CHARGING / СТАТИЧЕСКАЯ ЗАРЯДКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОБУСОВ / STATIC ELECTRIC BUS CHARGING / TROLLEYBUS

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Колин А.В.

В статье рассматриваются преимущества и недостатки использования троллейбусов , автобусов , электробусов для обеспечения городских пассажирских перевозок, подчеркивается преждевременность отказа от троллейбусов , для которых используется современная технология передачи энергии на подвижной состав. Раскрываются масштабы использования и причины отказа от троллейбусов в России и за рубежом.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экономике и бизнесу , автор научной работы — Колин А.В.

Работа на перспективу
Анализ влияния электромобилей на городскую структуру России в контексте «индустрии 4. 0»
Троллейбус с автономным ходом
Будущее сегодня: белорусские электробусы
Комплексное развитие транспортных систем уральских городов
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Trolleybus, bus or electric bus?

The article looks at pros and cons of using trolleybuses, buses and electric buses to provide urban passenger transportation services. The scale of use and reasons for phasing out trolleybuses in Russia and abroad are discussed. It is argued that dropping trolleybuses is premature, as they deploy modern technologies to transfer energy to the rolling stock.

Текст научной работы на тему «Троллейбус, автобус или электробус?»

Троллейбус, автобус или электробус?

начальник Центра независимых комплексных транспортных исследований Российского университета транспорта (МИИТ)

Российские города испытывают колоссальную перегрузку транспортных систем. Оптимальным решением проблемы является развитие наиболее эффективного вида общественного транспорта. Предлагаем развернутый сравнительный анализ преимуществ и недостатков автобуса, троллейбуса и электробуса.

Мода на троллейбус прошла?

В России троллейбус — широко распространенный вид транспорта. Он работает в 87 городах, в то время как трамвай — в 65 [1].

В 2015 г. троллейбусами было перевезено 1,8 млрд пассажиров, что составляет 9 % общего количества пассажиров общественного транспорта. Протяженность троллейбусных линий в городах нашей страны составляет около 4,36 тыс. км, или 20 % общей протяженности троллейбусных линий мира [2, 3].

Не секрет, что на протяжении первого десятилетия XXI века городской электротранспорт в России переживал серьезный кризис: объемы перевозок неуклонно уменьшались, износ основных фондов усиливался, скорость сообщения снижалась, протяженность эксплуатируемых трамвайных и троллейбусных

линий сокращалась. Первыми серьезно пострадали трамвайные хозяйства. В 2001 г. прекратилась эксплуатация трамвая в Шахтах, в 2004 — в Архангельске, в 2007 — в Астрахани, в 2008 — в Иваново, в 2009 — в Воронеже, в 2010 — в Рязани, в 2015 г. — в Дзержинске. Поначалу во многих городах при закрытии трамвайных линий предпочтение отдавалось троллейбусу — виду транспорта, в меньшей степени отчуждающему проезжую часть. Трамвайные маршруты частично заменялись троллейбусными в Иваново, Дзержинске, Новокузнецке, Липецке. Для этого вдоль разбираемых трамвайных линий строились троллейбусные.

Однако сокращения затронули и троллейбусные хозяйства. В 2000-2010 гг. в Ростове-на-Дону, Воронеже, Вологде, Владивостоке более чем на 50 % сократилась протяженность троллейбусных

линий (законсервированы и демонтированы). Троллейбусное движение закрыто в Шахтах (2007 г.), Архангельске (2008), Тюмени (2009), Владикавказе (2010), Сызрани (2014), Каменске-Уральском (2015), Кургане (2015), Благовещенске (2016), Астрахани (2017 г.). Во всех случаях перевозки по отмененным троллейбусным маршрутам осваивались частными автобусными перевозчиками, реже муниципальными пассажирскими автотранспортными предприятиями.

Следует отметить, что в городах России (Чебоксарах, Йошкар-Оле, Ижевске, Мурманске, Ленинск-Кузнецком, Рубцовске, Рыбинске, Калуге, Курске, Коврове) по сей день функционируют и весьма сильные троллейбусные хозяйства: отношение годового объема перевозок, осваиваемого троллейбусами, к населению города превышает показатель 0,10 [1]. Это означает, что троллейбусами осваивается 25-40 % и более от общего объема перевозок, совершаемых общественным транспортом.

С мая 2016 г. от троллейбуса постепенно стала отказываться Москва. За последние два года закрыты 42 из 100 троллейбусных маршрутов, три из девяти троллейбусных парков. На линию, вместо 1600 машин выходят 1100. 10 % троллейбусных линий (преимущественно в центре города) демонтировано, 30 % на консервации. Перевозки по отмененным троллейбусным маршрутам осуществляются автобусами муниципального предприятия «Мосгор-транс».

В региональных центрах России сокращение троллейбусных перевозок вызвано опережающим развитием частных автобусных перевозок (маршрутных так-

си), дефицитом муниципальных бюджетов и, как следствие, высоким уровнем износа, неспособностью предприятий электротранспорта выживать в условиях жесткой конкуренции с частными автобусными перевозчиками, не обременн-ными выполнением социальных задач, имеющими ряд налоговых преференций. В Москве причины иные: власти города считают этот вид транспорта морально устаревшим и заявляют, что троллейбусные перевозки будут полностью прекращены в течение семи лет, а среди безрельсовых видов общественного транспорта предпочтение будет отдано электробусу.

В прессе появился ряд статей с мнениями транспортных экспертов и специалистов, оправдывающих это решение. «Вопрос троллейбуса не имеет отношения ни к политике, ни к чьим-то вкусам, — считает директор Института экономики транспорта и транспортной политики Михаил Блинкин. — Есть две большие линии, по которым развивается общественный наземный транспорт городов мира: рельсы и колеса. По первой линии мы преуспели — здесь идет мощное развитие, достаточно вспомнить трамвай. Если говорить о второй группе, то у нас самый молодой парк автобусов в Европе. Но троллейбусы — уходящий вид» [4].

«Сейчас троллейбус — тот транспорт, которым никто не занимался: обновлений не было ни в подвижном составе, ни в инфраструктуре. Уровень сервиса, который он предоставляет, очень скромный, — рассказывает Александр Чекмарев (в 2017 г. представитель организации «Пробок Нет»). — По сравнению с другим столичным транспортом он выглядит изгоем.

В прошлом году троллейбус, привязанный к проводам, не смог маневрировать в условиях ремонта по программе «Моя улица». Автобус не сильно отличается габаритами, но имеет больше свободы» [4].

На троллейбус, служащий Москве с 1933 г., посыпались обвинения в малой мобильности, медлительности, неуклюжести, в создании троллейбусными проводами «видового шума». Экологическую безопасность этого вида транспорта называют мифом. По мнению некоторых специалистов, в частности генерального директора ГУП «Мосгортранс» до 2017 г. Е. Ф. Михайлова, эмиссия в атмосферу от ТЭЦ, генерирующих для него энергию, выше, чем от автобусов [4]. Михаил Блинкин считает, что троллейбус в транспортном потоке вызывает дополнительные перестроения и торможения — разгоны, при этом увеличивается выхлоп от автомобилей. Более того, троллейбус обвиняется даже в несвоевременном обновлении инфраструктуры и подвижного состава. Стоит отметить, что вопреки общепринятому мнению об уязвимости электротранспорта в кризисные периоды именно он в такие моменты оказывается наиболее работоспособным. В Москве троллейбус продолжал работу во время Великой Отечественной войны, осуществляя перевозки трудящихся тыла, когда автобусные машины были отправлены на фронт. В 90-е годы именно троллейбус наряду с трамваем показал наибольшую «живучесть», так как не зависел от поставок импортных запасных частей и топлива.

В табл. 1 представлены преимущества и недостатки автобуса, троллейбуса, электробуса [7].

Таблица 1. Преимущества и недостатки автобуса, троллейбуса, электробуса

№ п/п Характеристика Автобус Троллейбус Электробус

1 Маневренность Высокая Умеренная Высокая

2 Препятствия для поддержания установленной на уличной магистрали скорости движения Нет Есть при проследовании низкоскоростных стрелок, спецчастей контактной сети Нет

3 Возможность объезжать внезапно появившиеся препятствия Есть Есть при возможности автономного хода Есть

4 Экологическая безопасность Низкая Высокая Умеренная

5 Шумность Высокая Низкая Умеренная, при неработающих дизельных источниках низкая

6 Вибрация Высокая Низкая

7 Видовое загрязнение Нет Есть, если не используется автономный ход Нет

8 Производительность Высокая Высокая Умеренная (снижается вследствие необходимости подзарядки)

Таблица 2. Эффективность автобуса, троллейбуса и электробуса большой вместимости [6-8]

№ п/п Характеристика Автобус Троллейбус Электробус

1 Максимальная провозная способность на выделенной полосе, тыс. пасс. в час 6 6 6

2 Масса кузова без оборудования, т 7 7 7

3 Масса оборудования, т 4 3 5,5

4 Мощность двигателя, кВт 180 170 170

5 Средний расход энергии, Вт-ч /км 1,75 1,5 1,7-2,5

КПД (для троллейбуса с учетом КПД тепло-

6 вой электростанции и системы электроснабжения, для электробуса с учетом КПД электростанции и зарядной станции) 0,25 0,36х0,90х0,90=0,292 0,36х0,75х0,75=0,202

Привязка троллейбуса к контактной сети -недостаток или преимущество?

Итак, основные претензии к троллейбусу состоят в его привязке к контактной сети. Считается, что это резко снижает его маневренность и портит городские пейзажи.

Большинство специалистов в современных условиях не рассматривают автобусы, троллейбусы и электробусы как различные виды транспорта. Действительно, автобусные, троллейбусные и электробусные транспортные средства эксплуатируются в сходных условиях (используют совмещенное или выделенное безрельсовое дорожное полотно) и полностью подчиняются правилам дорожного движения. (В отличие, скажем, от трамвая, для которого может быть предусмотрен и внеуличный принцип движения.) Автобусы, троллейбусы, электробусы имеют сходные характеристики по вместимости, допустимому интервалу движения на выделенной полосе, скорости движения, а значит, обеспечивают примерно одинаковую провозную способность: 6000 пассажиров в час (табл. 2). Другими словами, троллейбус — это тот же автобус, только использующий электрическую тягу и контактный способ передачи электроэнергии (через контактную сеть).

Таким образом, спор идет не о сохранении привычного вида транспорта, а о том, какую тягу, электрическую или автономную на базе двигателя внутреннего сгорания, использовать в условиях интенсивного городского движения и как при электрической тяге передавать электроэнергию на подвижной состав.

Преимущества электрической тяги для эксплуатационников и пассажиров очевидны. Электрические двигатели при той же мощности занимают меньше места, имеют втрое больший КПД, не создают вибрации, не повышают температуру окру-

жающей среды и не генерируют эмиссию вредных веществ. В современных асинхронных электродвигателях практически нет трущихся деталей, поэтому ресурс двигателя намного превышает даже ресурс кузова транспортного средства и может исчисляться несколькими десятками лет. В то же время в дизельных двигателях во время работы температура повышается до 10 000 °С, т. е. необходима система охлаждения, много трущихся деталей, цилиндры дизелей нужно периодически прочищать. Транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания менее пригодно для ремонта и более уязвимо в эксплуатации. Особенно сложной становится эксплуатация в условиях низкой температуры, когда двигатели перед началом работы необходимо разогревать.

По этой причине электрическая тяга получила широкое распространение на железнодорожном транспорте. На локомотивах при больших объемах перевозок не выгодно возить с собой «электростанцию» (первичный двигатель, преобразующий химическую энергию топлива сначала в тепловую, а потом в механическую). Куда проще получать готовую энергию от стационарных источников генерации с высоким КПД. При этом передаваемая на подвижной состав мощность фактически не ограничена его габаритами.

Троллейбус гораздо легче и быстрее берет крутые подъемы. В отсутствие вибрации троллейбусные кузова служат гораздо дольше и дольше сохраняют свой первоначальный вид. Автобус хорош, когда он новый. Через три-четыре года после начала эксплуатации самый «тихий» и «бесшумный» автобус начинает шуметь, а его двигатель необходимо менять.

При электрической тяге во время стоянок нет холостого хода: не расходуется энергия и не выделяется дополнительная эмиссия от питающей электростанции. При движении по спускам и при тормо-

жении есть возможность лишнюю кинетическую энергию преобразовывать в электрическую и возвращать в контактную сеть.

Для пассажиров преимущества транспортного средства выражаются в отсутствии вибрации и пониженном уровне шума, нет выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

Передавать электроэнергию на подвижной состав можно дискретно (в специальные емкости на подвижном составе — аккумуляторы, суперконденсаторы и т. д.) или непрерывно, через контактную сеть. Попытки применять первый способ начались при появлении электротяги. Однако перевозка дополнительных емкостей значительно утяжеляет подвижной состав, одновременно увеличивая сопротивление движению, и снижает его производительность. Даже на современных электробусах (транспортное средство с электродвигателем, энергия для которого поставляется от емкостей на подвижном составе) масса суперконденсаторов приближается к одной тонне. Продолжительность зарядки на конечной станции составляет около одной минуты на каждый последующий километр пробега. Иными словами, для обслуживания маршрута электробусами по сравнению с троллейбусами потребуется примерно на 30 % большее количество машин и водителей, причем стоимость этих транспортных единиц гораздо больше, да и содержание дороже.

Поэтому приоритет был отдан способу непрерывной передачи электроэнергии. Аккумуляторные транспортные средства не получили распространения ни на одном магистральном виде транспорта. Высокая стоимость контактной сети и тяговых подстанций — не более чем миф. Стоимость монтажа одного километра контактной сети (в однопутном исчислении) составляет три-четыре миллиона рублей. Дополнительно нужны средства на

сооружение тяговых подстанций. Вложенные средства окупаются при интенсивном использовании троллейбусных машин, так как они дешевле в эксплуатации на 15-20 %. Кроме того, для автобусов в зимних условиях необходимы крытые боксы, троллейбусы могут отстаиваться под открытым небом. Однако стоит отметить, что троллейбусы покажут свою эффективность по сравнению с автобусами только в случае интенсивного движения (ориентировочно 20-30 машин в час и более по линии). В противном случае доля затрат на содержание системы электроснабжения в пересчете на каждую транспортную единицу становится высокой. Вот почему во многих городах России, когда под влиянием развивающихся автомобильных коммерческих перевозчиков троллейбусные хозяйства были вынуждены сокращать выпуск машин и увеличивать интервалы движения, себестоимость перевозок стала расти. Но в Москве с октября 2016 г. действуют равные правила игры для всех перевозчиков. Поэтому появилась возможность построить маршрутную сеть таким образом, чтобы максимально эффективно использовать троллейбусную инфраструктуру, т. е. переводить маршруты, проходящие полностью или большей частью под проводами, на электрическую тягу с контактным способом токосъема (троллейбусы с автономным ходом).

«Медлительность» и низкая маневренность троллейбуса — один из распространяемых мифов. Конструкционная скорость эксплуатируемых в России троллейбусов ограничена значением 60 км/ч из соображений максимально допустимой в городе скорости. Троллейбус замедляет свой ход в кривых участках и на стрелках. Необходимые решения давно найдены: использование жестких кривых контактной сети с постоянным радиусом и скоростных стрелок, обеспечивающих возможность прохода со скоростью 40 км/ч. Такие решения реализованы не только в странах, где на общественный транспорт «не жалеют денег», но и в Чехии, Сербии. Одна скоростная стрелка эксплуатируется в Москве.

Троллейбус может без снижения скорости отклоняться от контактной сети на четыре метра в любую сторону. Контактная сеть, подвешенная над второй полосой уличной магистрали, позволяет ему совершать движение по трем полосам.

Экологическая безопасность троллейбуса — миф или правда?

К экологической безопасности троллейбуса обычно выдвигаются две претен-

Новая линия электрифицированного BRT в Пекине

зии. Первая состоит в том, что троллейбус получает электроэнергию преимущественно от тепловых электростанций (ТЭС), а значит, наносит урон окружающей среде такой же, как и машины с двигателями внутреннего сгорания. Вторая — троллейбусы тормозят автомобильные потоки, тем самым увеличивая эмиссию. Нельзя согласиться ни с одним из этих тезисов.

Во-первых, эмиссия от ТЭС принципиально отличается от той, которую создают двигатели внутреннего сгорания автобусов. При использовании природного газа это вода, углекислый газ и оксиды азота (так как азот содержится в воздухе). В автобусном выхлопе агрессивных веществ намного больше, особенно в случае старых машин. Это могут быть угарный газ, оксиды тяжелых металлов, бензопирен и сажа. Выбросы ТЭС попадают в высокие слои атмосферы, тогда как автобусные выхлопы поступают в зону непосредственного вдыхания воздуха человеком (животными, растениями). Кроме того, на электростанции более высокий КПД (0,36 вместо 0,24 у автобуса), а значит, на ту же работу выбросов придется на 40 % меньше.

Во-вторых, некорректно рассматривать троллейбус в качестве виновника увеличения эмиссии от автотранспортных средств. Исследования на эту тему не проводились, и это, вероятно, субъективное умозаключение. Троллейбус, следующий по выделенной полосе (современный тренд — выделение полосы для общественного транспорта), в принципе никак не может влиять на параметры транспортного потока. Нужно подчеркнуть, что грамотно подвешенная контактная сеть со скоростными стрелками фактически не имеет ограничений по скорости движения.

Предположения о том, что московская троллейбусная сеть не пригодна для реконструкции, ее необходимо менять полностью, лишены основания. Стоит помнить, что в системе электроснабжения важное место занимают тяговые подстанции, а их перестраивать не нужно.

Электробус — замена троллейбусу или автобусу?

По сравнению с троллейбусами электробусы имеют целый ряд недостатков:

• существенно дороже в обслуживании;

• ресурс электробусов ограничен весьма непродолжительным ресурсом аккумуляторных батарей или суперконденсаторов;

• меньшая производительность машин, так как часть рабочего времени должна расходоваться на подзарядку батарей или суперконденсаторов;

• в зимнее время с учетом отопления салона потребляемая мощность резко увеличивается (примерно в 2 раза), для обогрева используется дизельный двигатель, т. е. все недостатки автобуса (вибрация, шум, выхлопы во внешнюю среду) сохраняются;

• в условиях низкой температуры электролит аккумуляторов не должен замерзать — именно поэтому техническими решениями для электробусов, которые предполагается использовать в Москве, предусмотрены дизельные подогреватели аккумуляторов, также снижающие эффективность машин по сравнению с троллейбусами, которые могут без прогрева начинать движение при любых значениях температуры;

• аккумуляторы по истечении срока службы должны быть утилизированы, для этого необходима дополнительная программа с соответствующим финансовым обеспечением.

Следует добавить, что в случае полного демонтажа троллейбусной контактной сети нужно будет создавать заново подзарядные станции для электробусов, перекладывать подводящие линии внешнего электроснабжения. Использовать существующие трамвайно-троллейбусные тяговые подстанции не представляется возможным, так как электробусы должны будут подзаряжаться на отстойно-разво-ротных площадках конечных станций, тогда как тяговые подстанции обычно располагаются между конечными станциями. В то же время, сохранив контактную сеть, ее можно будет использовать, в частности троллейбусами с автономным ходом — фактически электробусами, подзарядка которых выполняется во время движения под контактной сетью (электробусами с динамической подзарядкой).

Электробус, заряжаемый на конечных станциях, должен стать альтернативой автобусу на тех улицах, где вследствие малой интенсивности движения содержание контактной сети не целесообразно. Но снятие контактной сети на улицах с интенсивным движением общественного транспорта и замена неавтономного троллейбуса на автономный электробус — путь к неоправданному увеличению эксплуатационных затрат. Исключением могут стать парадные улицы, на которых по соображениям архитектурного плана контактная сеть нежелательна, но и в этом случае можно использовать троллейбусы с автономным ходом, которые часть маршрута по центру будут проходить с опущенными токоприемниками.

Сторонники ликвидации троллейбуса часто ссылаются на международый опыт, указывая, что троллейбусные хозяйства массово сохранились только в государствах, ранее входивших в состав СССР (Россия, Республика Беларусь, Украина, Молдова, Литва), а также в некоторых странах Восточной Европы (Болгария, Румыния, Венгрия, Чехия, Словакия), входивших в состав СЭВ. Этим подчркивается отсталость технологии: цивилизованные страны отказались от троллейбуса, значит, он бесперспективен. С данным утверждением также нельзя согласиться.

В США массовое закрытие троллейбусных систем пришлось на 1930-1950 гг.,

в странах Европы — на 1950-1970 гг. Однако закрытие троллейбуса объясняется скорее не его недостатками, а массовой автомобилизацией и, как следствие, снижением интереса к общественному транспорту в целом. Вспомним, что закрытие трамвайных систем началось примерно на 10-20 лет раньше и также имело массовый характер. Ренессанс трамвая в таких городах, как Париж, Лондон, Нью-Йорк, Мадрид, в значительной степени преувеличен. Новые трамвайные линии, как правило, строятся в периферийных и срединных районах как дополнение к сети скоростного внеуличного рельсового транспорта, а вовсе не в центрах городов.

И когда мы сравниваем поведение транспортных властей Парижа или Лондона и Москвы, то нужно четко понимать, что на одной чаше весов «восстановление (строительство) троллейбусной системы с нуля» со всеми вопросами по перекладке коммуникаций, поиску форм финансирования и т. д., на другой — отказ от поспешной ликвидации существующей мощной системы электроснабжения.

Между тем и в новейшей истории известно немало примеров, когда интенсивные автобусные маршруты (включая BRT — системы скоростных автобусных перевозок на выделенных линиях) переводят на электрическую тягу с контактным способом передачи электроэнергии. Например, в Кито (Эквадор) троллейбусная система БЯТ функционирует с 1995 г. В Пекине за последние семь лет на троллейбусную технологию переведено несколько маршрутов и 10 маршрутов предполагается перевести в течение ближайшего года.

Более того, процесс электрификации в небольших масштабах происходит даже на магистральном автомобильном транспорте. Электрические трэки (большегрузные автомобили) с питанием от контактной сети получили применение в Норвегии, США, Канаде.

В некоторых странах троллейбусное сообщение традиционно используется для массовых городских перевозок и продолжает развиваться. Среди них, конечно же, следует отметить Швейцарию. В небольшой стране функционируют 12 троллейбусных хозяйств (Берн, Биль, Винтертур, Вовё-Монтрё, Женева, Лозанна, Люцерн, Нёвштатель, Санкт-Галлен, Фрибур, Цюрих, Шаффхаузен), в каждом из них насчитывается от 20 до 100 машин. Троллейбусы отличаются большой вместимостью — до 200 пассажиров. Уровень покрытия улично-дорожной сети троллейбусной контактной значительно

выше, чем в Москве. Называть Швейцарию «отсталой» не станет ни один эксперт.

В заключение нужно сказать, что отказываться от троллейбусной технологии преждевременно. Напротив, сохранившуюся троллейбусную инфраструктуру целесообразно использовать для повышения роли электротранспорта. Маршрутную сеть и интенсивность использования электрических транспортных средств с контактным способом токосъема можно значительно увеличить за счет совместной эксплуатации обычных троллейбусов и троллейбусов с повышенным ресурсом автономного хода (электробусов с динамической подзарядкой). Троллейбусную контактную сеть можно использовать и как систему непрерывной передачи электроэнергии на подвижной состав, и как источник для подзарядки троллейбусов с повышенным ресурсом автономного хода (фактически электробусов). У Москвы есть все шансы за счет имеющейся троллейбусной инфраструктуры в кратчайшие сроки сделать систему общественного транспорта экологически безопасной. □

1. Атлас городского электротранспорта Российской Федерации. Краснодар: Традиция, 2016. — 480 с.

2. Корольков С. К., Климов К. А. Троллейбусы мира от А до Я. М. : 2017. — 422 с.

3. Закиров С. С. Положение городского электротранспорта в России. — URL: http://www.muet-ufa.ru/news/publikatsii-v-smi/polozhenie-gorodskogo-elektricheskogo-transporta-v-rossii/

4. Вечерняя Москва. 20.06.2017.

5. Интервью Генерального директора ГУП «Мосгортранс» Е. Ф. Михайлова. https://tr.ru/articles/2760-mosgortrans-prodolzhaet-otvechat-na-voprosy-po-moskovskomu-elektrobusu-chast-1

6. Колин А. В. Расчет пропускной и провозной способности транспортных магистралей мегаполисов при эксплуатации различных видов городского пассажирского транспорта. М. : Моск. ин-т инженеров транспорта, 2010. — 140 с.

7. Спирин И. В. Перевозки пассажиров городским транспортом. М. : Академкнига, 2004. — 413 с.

8. Методические рекомендации по расчету экономически обоснованной стоимости пассажирских перевозок пассажиров и багажа в городском и пригородном сообщении автомобильным и городским наземным транспортом общего пользования. М. : Мин-во транспорта, 2013.

От троллейбуса ― к электроводоробусу

Обычный, или классический, троллейбус имеет две характерные черты — электрический тяговый привод (тяговый электрический двигатель и система управления им) и токоприемники. Именно этими двумя особенностями троллейбус отличается от автобуса. Общее у обоих — кузов и автомеханическое оборудование. Попытки оснащения троллейбуса сначала дополнительными аккумуляторами для автономного хода, а затем полноценными тяговыми аккумуляторными батареями (ТАБ) привели к появлению электрического автобуса (электробуса), у которого отсутствует один характерный троллейбусный признак – токоприемники. В остальном электробус соответствует троллейбусу, так как имеет автобусный кузов и электрический тяговый привод. В свою очередь, ограниченная дальность электробуса из-за несовершенных ТАБ и потребности организации на маршруте электрических зарядных станций (ЭЗС) привела к замене на нем источника питания на водородные топливные элементы (ВТЭ), которые могут обеспечить тяговый привод электроэнергией. Очевидно, что в качестве топлива для ВТЭ применяется водород. Так и появился электрический водородный автобус, или электроводоробус. Также в процессе эволюции увеличения автономного хода троллейбусов были созданы троллейбусы с дизель-генераторной установкой (ДГУ) и дуобусы (троллейбусы-автобусы). Об основных этапах эволюции троллейбуса в электроводоробус и поведем ниже речь.

АВТОНОМНЫЙ ХОД ДЛЯ ТРОЛЛЕЙБУСОВ ОТ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Практически сразу после создания и распространения троллейбуса как принципиально нового вида транспорта стал очевидным его главный недостаток — ограниченные ход и маневренность в связи с питанием от контактной сети. Кроме того, сама инфраструктура питания троллейбуса является довольно сложной, громоздкой и дорогой: на маршрутах должна быть смонтирована двухполюсная контактная сеть с различными спецчастями, а также тяговые подстанции, которые преобразовывают высокое переменное напряжение (6 кВ или 10 кВ) в 600 В постоянного тока и через разветвленную сеть кабелей (подземных или воздушных) питают контактную сеть. Отметим, что датой создания троллейбуса считается 1882 г., когда в Германии была построена управляемая повозка с электрическим приводом, питающимся от воздушных проводов.

Троллейбус как гибрид трамвая и автобуса от первого взял электрический тяговый привод, а от второго — кузов и автомеханическое оборудование. Электрический тяговый привод в автобусном кузове на практике доказал свое преимущество перед приводом от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это экологичность, долговечность, надежность, более динамические и комфортабельные ходовые качества. По сути, троллейбус проигрывал автобусу только в одном — в привязанности к контактной сети. Уже тогда конструкторы троллейбусных машин понимали, что для большей эффективности троллейбус должен работать как от контактной сети, так и без нее.

Первым отечественным троллейбусом, который получил функцию автономного хода, стал двухэтажный троллейбус ЯТБ-3, который был построен на базе британской машины АЕС-ЕЕС- 664Т. Источником питания для работы вне контактной сети служил усиленный комплект аккумуляторных батарей, от которого запитывался тяговый привод троллейбуса. ЯТБ-3 оснащался четырьмя 12-вольтовыми аккумуляторными батареями типа 6СТ.Б.16/1 емкостью 144 ампер-часов (Ач) каждая. При питании троллейбуса от контактной сети секции аккумуляторной батареи соединялись параллельно, а при переводе переключателя «батарея — сеть» в положение «батарея» — последовательно, создавая при этом суммарное напряжение 48 В. При этом ЯТБ-3 с пассажирами мог передвигаться на расстояние до 2,5 км со скоростью до 2,5 км/ч. Использование такой функции очень расширяло возможности троллейбуса на маршруте путем исключения простоя при отсутствии питания в контактной сети, ее обрыва или при наличии на пути троллейбуса препятствий.

В наше время такая функция троллейбуса называется аварийным автономным ходом (ААХ). При его наличии машина имеет возможность кратковременно двигаться без питания от контактной сети. Еще в 1980-х гг. экспортные троллейбусы ЗиУ-682В и ЗиУ-683В по желанию заказчика могли оснащаться функцией ААХ. Например, троллейбусы ЗиУ-682В-УА, которые поставлялись в Аргентину, могли двигаться без питания от сети на расстояние до 4 км со скоростью 5 км/ч с полной нагрузкой. При этом тяговый привод троллейбуса питался от дополнительного комплекта аккумуляторных батарей, который размещался под задней площадкой и общее напряжение которого равнялось 72 В.

Некоторые современные троллейбусы и сейчас оснащаются такой функцией. Так, отечественный троллейбус Богдан-Т70117 имеет дополнительный комплект из четырех аккумуляторных батарей типа 6СТ- 190, которые установлены на крыше и заряжаются отдельным статическим преобразователем іРТ 830/58-69. При переходе в режим автономного хода питание тягового привода переключается специальным переключателем на батарею автономного хода, при этом автоматически снимаются с контактной сети токоприемники и прижимаются к крыше троллейбуса. В таком режиме загруженный троллейбус может проехать расстояние до 1 км со скоростью до 5 км/ч. Чешский сочлененный троллейбус Škoda 31Tr SOR имеет ААХ от штатных аккумуляторных батарей, однако дальность при этом составляет не более 100 м. Но этого вполне достаточно, чтобы переехать, к примеру, обесточенный перекресток.

При включении ААХ ограничивается функциональность других систем троллейбуса. Кроме того, дальность ААХ не позволяет полноценно работать троллейбусу на маршруте с частичным отсутствием контактной сети. Но главным преимуществом троллейбуса с такой функцией является то, что он не будет стоять при порыве контактной сети, ее обесточивании или при наличии препятствия для проезда под контактной сетью. Стоимость комплекта ААХ, в том числе дополнительных аккумуляторных батарей, преобразователя для их зарядки, а также коммутационных элементов (контакторов) по сегодняшним меркам составляет всего до 3% от общей стоимости троллейбуса. Поэтому троллейбусы с ААХ становятся все более популярными.

ТРОЛЛЕЙБУСЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ АВТОНОМНЫМ ХОДОМ

Для кардинального увеличения автономного хода необходимо устанавливать принципиально иные аккумуляторные батареи — так называемые тяговые аккумуляторные батареи (ТАБ). При их использовании дальность работы троллейбуса без питания от контактной сети может доходить до 50 км. В качестве ТАБ используются литиевые аккумуляторы, которые в два раза легче свинцовых и при этом имеют срок эксплуатации в 25 раз больше. Литиевые аккумуляторы имеют более высокую токоотдачу, что позволяет им выдавать бóльшую мощность. Температурный режим таких аккумуляторов также более приемлемый для транспорта — от -30 до +45 °С. Дальность автономного хода троллейбуса зависит от количества ТАБ и их характеристик. На сегодняшний день практически каждый производитель троллейбусов предлагает модификацию своего базового троллейбуса, которая может комплектоваться ТАБ для работы на маршрутах без контактной сети.

Так, в 2018 г. город Брно (Чехия) приобрел партию троллейбусов Škoda 26Tr Solaris с увеличенным автономным ходом (УАХ). Эти троллейбусы оснащены двумя литий-титанатными ТАБ типа TBS 4.1, которые соединены последовательно. ТАБ TBS 4.1 состоит из 28 элементов типа nLTO 24V/70 Ah, общее напряжение одной батареи — 336 В. Две батареи размещены в заднем свесе троллейбуса (одна над другой), имеют собственную систему охлаждения и весят около тонны. Общее напряжение 672 В, которое дают обе ТАБ, позволяет ехать троллейбусу с полной загрузкой на автономном ходу со скоростью до 40 км/ч и на дальность до 15 км. Зарядка ТАБ не требует специальной зарядной станции и осуществляется при работе троллейбуса от контактной сети. При этом данная модификация 26Tr имеет уменьшенную вместимость до 80 человек.

Модификация троллейбуса Днипро-Т203 — Т20320, которая производится Южным машиностроительным заводом (г. Днепр) с 2017 г., оснащена четырьмя ТАБ типа Winston Battery WB-LYP100AHA, которые размещены в разных частях троллейбуса (по одной ТАБ размещено по левому и по правому бортам возле управляемой оси, оставшиеся две — в задней части троллейбуса). Все они соединены последовательно и имеют общее напряжение 512 В. Каждая ТАБ имеет 40 аккумуляторов, которые в отдельности имеют напряжение 3,2 В и емкость 100 Ач, а также систему охлаждения в виде низковольтного вентилятора. Такой комплект ТАБ обеспечивает троллейбусу с пассажирами дальность езды без контактной сети до 20 км. Троллейбусы Днипро-Т20320 работают на постоянных маршрутах с участками без контактной сети в Бахмуте, Днепре, Запорожье, Краматорске, Кропивницком, Ровно, Славянске, Черновцах.

Интересно, что троллейбусы с УАХ имеют второе название — электробусы с динамической зарядкой, т. е. зарядка ТАБ происходит при движении с питанием от контактной сети. Но все же, по мнению автора, наличие токоприемников и возможность работы в режиме троллейбуса относит такие машины именно к троллейбусам. Троллейбусы с УАХ также набирают популярность. Ведь они позволяют эксплуатационным предприятиям открывать новые маршруты без продления контактной сети или продлевать троллейбусные маршруты далее границ контактной сети. Самым ярким примером может служить город Кременчуг, который закупил троллейбусы Богдан-Т70117 и АКСМ-321 с УАХ для организации целого ряда троллейбусно-автобусных маршрутов, в том числе на правый берег Днепра, где расположен Крюковский район города.

Важным преимуществом таких машин является то, что они не требуют для зарядки ТАБ специальных электрических зарядных станций, а заряжаются от контактной сети (как в движении, так и в состоянии покоя). Троллейбус с УАХ имеет до 20% большую стоимость, чем аналогичный троллейбус без этой функции. Новейшим отечественным типом такого троллейбуса является PTS-12, который собирается киевским предприятием «Политехносервис» на базе кузова МАЗ-203Т. Такие троллейбусы уже эксплуатируются в Виннице и Харькове. В Украине за последние пять лет троллейбусы с УАХ начали работать в более чем десяти городах страны, что, несомненно, свидетельствует об их успехе.

Последним достижением в УАХ для троллейбусов является применение водородных топливных элементов для питания ТАБ. При этом резко уменьшается масса и объем дополнительного оборудования за счет уменьшения ТАБ, но появляется водородная установка, которая включает в себя блок ВТЭ и емкость с водородом. Главным преимуществом такого УАХ является резкое увеличение дальности работы троллейбуса в автономном режиме — до 100 км и даже больше. Данный концепт наиболее выгодно было применить на сочлененном троллейбусе, что и было сделано.

В 2017 г. польская компания Solaris представила сочлененный троллейбус Solaris Trollino 18, который оснащался УАХ с водородной установкой. Эта установка позволяет автономно двигаться троллейбусу на расстояние до 150 км с одной заправкой водородом. Для безопасной эксплуатации применена концептуально новая система обеспечения безопасности, которая включает в себя датчики утечки водорода и датчики столкновения. Первые 10 таких троллейбусов приобрела Рига. Контракт был подписан в конце 2017 г., но эксплуатация началась лишь в марте 2020-го. Помимо собственно троллейбусов, необходимо было построить водородную заправочную станцию (ВЗС), а также подготовить юридическую базу и меры безопасности для эксплуатации водородного транспорта. Кроме троллейбусов, на ВЗС могут заправляться и другие транспортные средства, работающие на водороде.

ТРОЛЛЕЙБУСЫ С ДГУ И ДУОБУСЫ

В период нефтяного кризиса 1970-х гг. в западных странах получили развитие троллейбусы с ДГУ и дуобусы. Эти машины были призваны заменить автобусы на городских и пригородных маршрутах и при этом потреблять для своей работы минимальное количество нефтепродуктов. Однако изначально оба этих вида общественного транспорта не были экологически чистыми, что является одним из главных преимуществ электротранспорта. Производителями троллейбусов с ДГУ стали такие известные западноевропейские фирмы, как MAN, Volvo, Mercedes- Benz, Van Hool, Gräf & Stift и др.

Принцип работы ДГУ состоит в сле дующем. В качестве источника питания электрического тягового привода используется генератор, который выдает необходимое для автономного хода напряжение. Этот генератор вращает небольшой дизельный ДВС, который, в свою очередь, имеет несколько систем, в том числе: систему запуска и остановки, топливную систему и систему охлаждения. При этом автономный ход троллейбуса будет зависеть от времени работы ДВС, т. е. от количества дизельного топлива. ДГУ — довольно сложная и дорогая функция. ДГУ занимает много места и существенно тяжела, поэтому на сегодняшний день практически не используется.

По-видимому, первыми троллейбусами в Украине, которые оснащались ДГУ, стали подержанные троллейбусы из Нидерландов под названием Den Oudsten B88/Volvo B10V-58E. Четыре таких троллейбуса приобрел город Черновцы в 2013 г. В 2017 г. туда же поступили четыре троллейбуса Škoda 21TrАСІ с аналогичной функцией из чешского Пльзеня. Эти троллейбусы оснащались ДГУ типа Škoda APU45, которая размещена в заднем свесе. Генератором служит трехфазный асинхронный двигатель мощностью 45 кВт. Для получения необходимого напряжения 600 В постоянного тока подключена выпрямительная диодная установка и блок конденсаторов. Появление троллейбусов с ДГУ позволило Черновцам продлить некоторые троллейбусные маршруты без постройки новых троллейбусных линий.

Позже троллейбусы с ДГУ появились в Мариуполе, Запорожье и Ровно. Так, Мариуполь закупил партию немецких подержанных троллейбусов MAN SL 172 HO в количестве 13 единиц. Данные троллейбусы оснащены ДГУ, которая состоит из дизельного ДВС Volkswagen 126 мощностью 31 кВт и генератора, который выдает 210 В и мощность 27,3 кВт. В Ровно поступил в единственном экземпляре сочлененный троллейбус АКСМ- 43303А, оснащённый ДГУ типа APU 100 Dipme мощностью 100 кВт. Для ее питания предусмотрен топливный бак емкостью 120 литров. В 2019 г. Запорожье приобрело ранее работавшие в Нидерландах троллейбусы Van Hool AG 300T, которые оснащались ДГУ типа Škoda APU45.

Еще одним городом, где появились троллейбусы с ДГУ, стал Кривой Рог. Интересно, что были закуплены не готовые троллейбусы с ДГУ, а произошла установка ДГУ на некоторые троллейбусы типа ЮМЗ Т2 и ЮМЗ Е186. При такой модернизации троллейбус получал новый асинхронный тяговый привод, для питания которого в автономном режиме использовалась ДГУ производства Великобритании. Приводом для ДГУ служит 4-цилиндровый дизельный двигатель Perkins 1104C, который вращает генератор MJB 225VA4. Генератор выдает напряжение 400 В АС с частотой 50 Гц, и развивает мощность до 100 кВт. Запас топлива позволяет троллейбусу двигаться в автономном режиме с полной загрузкой более 60 км. Данные троллейбусы также используются на троллейбусно-автобусных маршрутах.

Еще более интересными машинами являются троллейбусы-автобусы, или дуобусы. Их конструкция действительно двойственная — позволяет работать транспортному средству в режиме как троллейбуса, так и автобуса. Причем эти два режима между собой никак не связаны. При этом дуобус имеет все характерные черты и троллейбуса (токоприемники, электрический тяговый привод), и автобуса (двигатель внутреннего сгорания, топливную систему и систему охлаждения, коробку переключения передач, сцепление и т. п.). Абсолютное большинство известных миру моделей дуобусов представляло собой сочлененные машины, на которых одна ось приводилась в движение тяговым электрическим двигателем, а другая — двигателем внутреннего сгорания.

На сегодняшний день такая конструкция абсолютно невыгодна с экономической точки зрения. Да, такое транспортное средство может быть очень гибким при работе на маршрутах. Но возить еще один тяговый привод, который не задействован и «съедает» полезную нагрузку, а следовательно, вместимость, просто невыгодно. С другой стороны, себестоимость дуобуса благодаря такой многокомпонентной конструкции, значительно выше, равно как и затраты на его ремонт и обслуживание. В нашей стране известен лишь один тип дуобуса, который работает в режиме троллейбуса, — это модель Mercedes-Benz O405GTZ. Два таких дуобуса было закуплено в Швейцарии для обслуживания новой троллейбусной линии в Краматорске. Однако сложность конструкции и отсутствие опыта эксплуатации таких машин сделали свое дело — на момент написания статьи данные троллейбусы не эксплуатировались.

Подводя черту под всеми вышеописанными разновидностями троллейбусов, нужно отметить, что все эти машины могут работать в качестве классического троллейбуса, т. е. без автономного движения, если убрать ААХ, УАХ, ДГУ и ДВС. Это очень важно, так как при отсутствии такой возможности (даже при наличии токо-приемников для подзарядки) это будет уже другой вид транспортного средства — электробус.

Продолжение статьи читайте в декабрьском номере журнала «Наука и техника» за 2021 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.

В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.