Publiczny transport miejski oszczędność energii a ekologia

Transkrypt

1 KRZYSZTOSZEK Konrad 1 NOWAKOWSKI Waldemar 2 Publiczny transport miejski oszczędność energii a ekologia WSTĘP W rozwijających się miastach robi się coraz bardziej tłoczno, pojawia się coraz więcej pojazdów mechanicznych napędzanych silnikami spalinowymi, począwszy od motocykli po duże samochody ciężarowe, czy autobusy przegubowe. Komunikacja miejska często przekracza maksymalną swoją przepustowość, a poruszające się pojazdy korkują centra naszych miast. Najprostszym i najczęściej używanym środkiem publicznego transportu miejskiego jest autobus. Niestety pojazdy te ze względu na gabaryty i stosowane silniki wysokoprężne posiadają największe spalanie i najbardziej zanieczyszczają powietrze, negatywnie oddziałując na nasze środowisko. Celowym staje się zatem zastępowanie pojazdów samochodowych (mówimy o publicznych środkach transportu miejskiego) spalinowych, pojazdami o napędzie elektrycznym. Właściwym tego przykładem może być miasto Zermatt w Szwajcarii kurort położony na wysokości 1600 m n.p.m. u podnóża Matterhornu. Ze względów ekologicznych do miejscowości tej dojeżdża się wyłącznie koleją elektryczną, natomiast po mieście poruszają się tylko pojazdy napędzane silnikami elektrycznymi. W miastach średniej wielkości tys. mieszkańców np. Kielce, Radom, Koszalin, Opole, nieopłacalnym jest budowa oraz dalsza eksploatacja np. metra, czy też kolei naziemnej, napowietrznej (za mało podróżnych). Najlepszym rozwiązaniem jest tramwaj lub trolejbus. Obydwa rodzaje pojazdów w zasadzie nie emitują praktycznie żadnych zanieczyszczeń i hałasu. Służy to niewątpliwie poprawie warunków ekologicznych naszych miast. 1. TRAMWAJ Budowa linii tramwajowej powoduje duże koszty początkowe z uwagi na konieczność budowy torowiska, instalacji sieci zasilającej i całej infrastruktury. Dodatkową trudność stanowią nierzadko wąskie ulice, szczególnie w starych częściach miast, będące najczęściej centrum miasta (Bydgoszcz, Kraków). Jednak tramwaj jest środkiem transportu miejskiego pozwalającym osiągnąć wysoką zdolność przewozową i jest dużo tańszy w eksploatacji od autobusu. Najlepszym przykładem jest miasto Częstochowa (Rys. 1.), gdzie funkcjonują tylko trzy linie tramwajowe (od 1959), ale praktycznie w 80% tramwaje poruszają się po jednym torowisku łącząc północną oraz południową część miasta i stanowią podstawowy środek transportu miejskiego. 1 Uniwersytet Technologiczno Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego, Wydział Transportu i Elektrotechniki, Radom, ul. Malczewskiego 29, k.krzysztoszek@uthrad.pl 2 Uniwersytet Technologiczno Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego, Wydział Transportu i Elektrotechniki, Radom, ul. Malczewskiego 29, w.nowakowski@uthrad.pl 3402

2 Rys. 1. Częstochowa, przebieg linii tramwajowej nr 1 [8] Dobrym przykładem, innowacyjnych rozwiązań w transporcie miejskim, ściśle powiązanych z oszczędnością energii i ekologią jest miasto Sewilla w Hiszpanii (Fot. 2., Fot. 3.). W jego centrum całkowicie zamknięto ruch kołowy. Linia tramwajowa ma długość tylko 2,2 km, pięć przystanków i przebiega w samym centrum miasta. Pojazdy tramwajowe Urbos (niskopodłogowe) zasilane z sieci trakcyjnej 750 V DC osiągają prędkość V max = 70 km/h. Ich długość wynosi (w zależności od ilości członów) od 18 do 43 m i umożliwiają jazdę jedno- lub dwukierunkową. Rozstaw szyn 1435 mm. Ze względu na zwartą i ciasną strukturę zabudowań na krótkim odcinku linia nie posiada sieci zasilającej. Tramwaje poruszają się wykorzystując energię elektryczną z baterii akumulatorowych i są w stanie pokonać drogę nawet do 1,4 km. Biorąc pod uwagę masę pojazdu zwłaszcza w godzinie szczytu oraz ukształtowanie terenu jest to wynik zadowalający. W pojazdach zastosowano system ACR (Acumulador de Carga Rapida ) hiszpańskiej firmy CAF. ACR to system magazynowania energii pochodzącej podczas hamowania i wykorzystujący superkondensatory sterowane elektronicznie. Ten innowacyjny system posiada bardzo szybki proces ładowania wynoszący zaledwie 20 sekund. Inne zalety to: oszczędność energii do 30%, optymalizacja zasilania, możliwość poruszania się pojazdów w obszarach bez sieci trakcyjnej. Fot. 2. Pojazd zasilany z sieci trakcyjnej [4] Fot. 3. Pojazd na odcinku pozbawionym sieci trakcyjnej [4] 3403

3 2. TROLEJBUS Trolejbus jako środek transportu publicznego, miejskiego nie wymaga torowiska i charakteryzuje się mniejszymi kosztami budowy, utrzymania i eksploatacji. Pozwala na wykorzystanie tych samych przystanków, baz i zajezdni, co autobusy. W ruchu miejskim, gdzie występuje częste ruszanie i zatrzymywanie się, trolejbus posiada większe przyspieszenie i zużywa przy tym dużo mniej energii niż autobus, poza tym nie hałasuje i nie zanieczyszcza środowiska. Jest całkowicie ekologiczny. Daje możliwość całkowitego zastąpienia (wykluczenia) autobusów. Nowoczesne trolejbusy nie wymagają nawet w pewnych przypadkach zakładania i instalowania sieci trakcyjnej (zasilającej). W Polsce obecnie, trolejbusy jeżdżą niestety tylko w trzech dużych miastach: w Lublinie (Fot. 4.), Gdyni i w Tychach. Fot. 4. Trolejbus Solaris Trollino 12MB#3880 w Lublinie [12] Przykładem, nowego innowacyjnego systemu miejskiego transportu zbiorowego jest cicha i ekologiczna komunikacja publiczna w Genewie, tzw. genewski flesz-trolejbus TOSA (Trolleybus Optimisation Système Alimentation). TOSA (Fot. 5.) to trolejbus przegubowy, który nie wymaga elektrycznej linii napowietrznej. Jego akumulatory ładowane są wzdłuż drogi na wybranych przystankach (co trzy do czterech). Ultraszybkie ładowanie odbywa się w bardzo krótkim czasie max do 15 sekund, podczas wsiadania i wysiadania pasażerów. Tak krótki czas wystarcza na przejechanie trasy ok. 3 km, a zatem kilku przystanków, po czym znowu musi nastąpić ładowanie. Na przystankach końcowych następuje dłuższe (pełne) ładowanie, trwające do 4 minut. Pojazd posiada na dachu ruchomy wysięgnik sterowany laserem, który w ciągu jednej sekundy wyszukuje i podpina się do łącznika przystankowego, po czym następuje proces ładowania. Podczas jazdy (w przeciwieństwie do jazdy trolejbusu tradycyjnego zasilanego z sieci trakcyjnej) nie występuje oddziaływanie pola elektromagnetycznego. Przepływ prądu ładowania przebiega bardzo krótko i tylko w czasie połączenia łącznika przystankowego z pojazdem stojącym pod nim. Parametry techniczne TOSA: ilość pasażerów 133 (45 siedzące, 88 stojące) długość 18,75 m szerokość 2,55 m masa (pusty) kg czas ładowania 15 s moc ładowania 400 kw. Podstawowe cechy: nie zanieczyszcza powietrza nie emituje CO 2 jest cichy, nie wytwarza hałasu wykorzystuje energię podczas hamowania do ładowania akumulatorów. 3404

4 a) b) c) Fot. 5. Trolejbus TOSA; a) widok; b) przystanek; c) podczas ładowania [2] WNIOSKI W pracy poruszono zagadnienia: energii i ekologii w transporcie miejskim. Przedstawiono wybrane przykłady nowoczesnych środków publicznego transportu miejskiego, innowacyjne systemy zasilania i napędu pojazdów komunikacji miejskiej oraz ich wpływ na środowisko naturalne. Na ich podstawie nasuwają się podstawowe wnioski: warto, a nawet trzeba ograniczyć ruch kołowy w miastach, szczególnie w centrach, zmniejszając ilość pojazdów z silnikami spalinowymi, uruchomić pojazdy z napędem elektrycznym np. trolejbus, a gdzie jest uzasadniona możliwość uruchomić tramwaj. Na obecną chwilę jest to konieczne oraz ekonomicznie i ekologicznie uzasadnione. Streszczenie W pracy przedstawiono wybrane przykłady nowoczesnych środków publicznego transportu miejskiego, innowacyjne systemy zasilania i napędu pojazdów komunikacji miejskiej oraz ich wpływ na środowisko naturalne. 3405

5 Urban public transport. Energy saving vs. ecology Abstract The paper presents selected examples of modern means of urban public transport, innovative power and propulsion systems for transport vehicles and their impact on the environment. BIBLIOGRAFIA 1. Graf M.: Metro i tramwaje w Sewilli. TTS 10/ tramwaj