Logistyka - nauka. Zielone środki transportu miejskiego. mgr Karolina Gwarda Akademia Morska w Gdyni

Transkrypt

1 mgr Karolina Gwarda Akademia Morska w Gdyni Zielone środki transportu miejskiego Wstęp Zjawiskiem, które coraz częściej dotyka duże miasta Europy zachodniej i środkowej jest ekspansja ludności z miast na tereny podmiejskie i wiejskie. W konsekwencji aglomeracje od kilku lat odnotowują spadek liczby mieszkańców, który w dużej mierze jest spowodowany chęcią ucieczki od zgiełku, hałasu i zanieczyszczeń 1. Współczesne miasta, chcąc zahamować ten proces, powinny stworzyć mieszkańcom dobre warunki do zamieszkania, rozwoju gospodarczego i nowych inwestycji. Jednym z rozwiązań, które może przyczynić się do poprawy jakości życia mieszkańców jest efektywne działanie na rzecz zrównoważonego rozwoju. Konieczne staje się zatem poszukiwanie programów działań dążących do wyeliminowania lub zmniejszenia zjawisk szkodliwych dla środowiska. Celem artykułu jest zaprezentowanie przykładów zielonych środków komunikacji miejskiej, które przyczyniają się to do podniesienia konkurencyjności i stworzenia pozytywnego wizerunku miasta dbającego o zdrowie swoich mieszkańców i środowisko naturalne. 1. Zielone pojazdy Zanieczyszczenie powietrza i hałas to jedne podstawowych problemów ekologicznych miast, na które zwróciła uwagę Komisja Wspólnot Europejskich. W swoim raporcie określa, że indywidualny i zbiorowy transport drogowy odpowiada za 40% emisji CO 2 i 70% emisji pozostałych zanieczyszczeń na obszarach miejskich 2. Stale poszukuje się innowacyjnych rozwiązań pozytywnie wpływających na stan środowiska. Władze lokalne i przewoźnicy miejscy przeznaczają znaczące środki finansowe w celu poprawy ekologiczności floty transportowej, między innymi zakupując pojazdy o niskiej lub zerowej emisji zanieczyszczeń. Pojazdy ekologiczne to pojazdy o niskim zużyciu paliwa lub wykorzystujące paliwa alternatywne, w tym biopaliwa, gaz ziemny, LPG, wodór oraz różne technologie, m.in. systemy napędu elektrycznego lub hybrydowego spalinowo-elektrycznego 3. Wprowadzenie 1 M. Czerny, Globalizacja a rozwój, PWN, Warszawa 2005, s Zielona Księga W kierunku nowej kultury mobilności w mieście, Komisja Wspólnot Europejskich, Bruksela Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/33/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania ekologicznie czystych pojazdów w transporcie drogowym. Logistyka 6/

2 do miast transportu ekologicznego pozwoli na uzyskanie niezależności od paliw płynnych, które cechuje nieprzewidywalność cen i ograniczona dostępność. Ponadto przyczyni się do: - zmniejszenia emisji CO 2 i hałasu, - redukcji skażenia gleby i atmosfery, - poprawy zdrowia mieszkańców. Osiągnięcie wyżej wymienionych celów energetycznych i ekologicznych wpłynie na realizację przez Polskę strategii Transport 2050 przyjętej przez Parlament Europejski, która zakłada, że do 2050 r. w Europie samochody emitujące CO 2 zastąpią inne, bardziej czyste i efektywne energetycznie pojazdy Pojazdy napędzane energią Pojazdy elektryczne (EV) są efektem naturalnej ewolucji pojazdów napędzanych ropą naftową. Środkami transportu doskonale sprawdzającymi się w dużych miastach i ośrodkach miejskich, gdzie niska prędkość ruchu jest typową cechą użytkowania, są trolejbusy. Przede wszystkim uwzględniają potrzebę wykorzystania alternatywnych źródeł energii i przyczyniają się do redukcji emisji zanieczyszczeń, bo nie wydzielają substancji szkodliwych w miejscu użytkowania. Energia potrzebna do zasilania pojazdów może pochodzić ze źródeł odnawialnych, a tym samym pozwala to na uniezależnienie przewoźników od paliw kopalnych. Ponadto nowoczesne trolejbusy są wyposażane w układy rekuperacji, umożliwiające odzysk energii przy hamowaniu nawet do 25% 5. Z perspektywy mieszkańców bezpośrednio sąsiadujących z ciągami komunikacyjnymi istotna jest redukcja hałasu w stosunku do innych środków komunikacji miejskiej. Do innych ekologicznych przesłanek wykorzystania trolejbusów w komunikacji miejskiej można zaliczyć dłuższą żywotność pojazdów, która sięga nawet do 20 lat i brak wykorzystania oleju napędowego do silnika, a tym samym ograniczenie substancji szkodliwych, które powstają przy jego utylizacji. Trolejbusy eksploatowane są w 47 krajach na całym świecie. Obecnie przeżywają swój renesans i duże aglomeracje miejskie (np. Rzym), które zlikwidowały linie trolejbusowe, rozważają ponownie ich wprowadzenie 6. Kolejnym przykładem pojazdów nieemitujących spalin w miejscu użytkowania są autobusy elektryczne. Pojazdy tego typu są wyposażone w akumulatory, które doładowuje się energią z sieci, i w zależności od producenta, pozwala to na pokonanie odległości od 100 do 250 km. Ponadto są one doskonale przystosowane do odzysku energii z hamowania i 4 Elektromobliność, red. S. Wójtowicz, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, Warszawa W. Backhaus, Extension of the trolleybus system to the surroundings, 2012, r. 6 Trolleybus a Smart Urban Transit System - ulotka informacyjna międzynarodowej inicjatywy promującej komunikację trolejbusową Trolleymotion. Logistyka 6/

3 zwalniania. Autobusy elektryczne już od kilku lat są na szeroką skalę wykorzystywane w chińskim transporcie miejskim. W Europie powoli zyskują na znaczeniu. Obecnie są testowane przez wiele aglomeracji, także polskich, natomiast regularnie kursują w Holandii i Włoszech. Bardzo ciekawym i innowacyjnym rozwiązaniem jest wykorzystanie czystej energii słonecznej. W Australii na ulice wyjechał pierwszy na świecie autobus elektryczny zasilany w 100% energią słoneczną. Panele słoneczne zasilające Tindo zostały zamontowane na dworcu w Adelajdzie, a nie bezpośrednio na pojeździe, tak jak można by się tego spodziewać. Autobus na jednym ładowaniu może przejechać około 200 kilometrów w typowych warunkach miejskich, a układ hamowania pozwala dodatkowo zaoszczędzić 30% energii. Wyliczono, że przez rok użytkowania Tindo ograniczy się emisję 70 ton CO 2 do atmosfery i oszczędzi się 14 tys. litrów ON 7. Reasumując, w pojazdach napędzanych energią elektryczną można doszukiwać się ogromnego potencjału. Mogą stać się najbardziej ekologicznymi miejskimi środkami transportu, ale tylko wtedy, kiedy energia elektryczna będzie produkowana ze źródeł odnawialnych. 3. Pojazdy hybrydowe Charakterystyczną cechą zmotoryzowanego poruszania się po mieście jest ciągłe przyśpieszanie, zwalnianie, hamowanie, ruszanie. Podczas tych zmiennych prędkości zapotrzebowanie mocy jest znacznie większe, ponieważ musi ona wystarczyć na pokonanie oporów ruchu, a także na zwiększenie energii kinetycznej poruszającego się środka transportu. Napęd hybrydowy, czyli połączenie dwóch rodzajów napędu, przynosi doskonałe efekty ekologiczne przy zastosowaniu go w środkach komunikacji miejskiej. Najczęściej spotykaną hybrydą jest wykorzystanie silnika spalinowego i elektrycznego, które daje możliwość odzyskania energii traconej podczas hamowania autobusu. Jest ona zamieniana na energię elektryczną i magazynowana w dodatkowych akumulatorach, które mogą być doładowywane w trakcie jazdy. Zazwyczaj tak zgromadzoną energię wykorzystuje się m.in. podczas ruszania i przyśpieszania, czyli wówczas, gdy pojazd potrzebuje więcej mocy napędowej. Bezpośrednio wpływa to na obniżenie zużycia paliwa oraz pozwala na mniejszą emisję CO 2 i innych substancji szkodliwych. Szacuje się, że odzysk energii z hamowania i jej ponowne użycie podczas ruszania czy przyśpieszania ogranicza zużycie paliwa w mieście 7 Tindo The World s First Solar Electric Bus. The Adelaide City Council, com/assets/acc/environment/energy/docs/tindo_fact_sheet.pdf, r. Logistyka 6/

4 do ok. 30% 8. Autobusy hybrydowe stanowią 30% floty w nowojorskiej komunikacji, także w Niemczech i wielu innych europejskich metropoliach są ważnym elementem systemów komunikacyjnych. Mało spotykanym rozwiązaniem jest napędzanie pojazdów sprężonym gazem ziemnym (CNG) i energią zgromadzoną w dodatkowych silnikach. Takie innowacyjne autobusy można spotkać na ulicach Barcelony. Zostały już poddane badaniom pod kątem oszczędności gazu ziemnego, która wynosi ok. 30%. Tradycyjne autobusy z napędem CNG są uznawane za ekologiczne, bo emitują prawie 90% mniej tlenku azotu w porównaniu do tradycyjnych napędów 9. Jeżeli jeszcze wzbogaci się je o napęd elektryczny mogą one stać się jednymi z czystych środków w komunikacji miejskiej. 4. Pojazdy napędzane gazem W dyrektywach Unii Europejskiej dużo miejsca poświęca się wykorzystaniu paliw alternatywnych. Do roku 2020 r. ma ono wynosić 10 : CNG 10%, biopaliwa 8%, wodór 5%. Producenci środków transportu publicznego starają się sprostać tym wymaganiom, wprowadzając gaz ziemny jako paliwo alternatywne dla oleju napędowego. W dużej mierze przyczynia się to do obniżenia emisji zanieczyszczeń gazowych i zmniejsza ryzyko powstania efektu cieplarnianego. Suma substancji szkodliwych emitowanych przez silnik zasilany ON jest trzykrotnie wyższa niż podczas eksploatacji pojazdu zasilanego gazem ziemnym (NGV) 11. Istnieją dwa mechanizmy wykorzystania gazu ziemnego: w postaci skroplonej (LNG) i w postaci sprężonej (CNG). Oba rozwiązania przynoszą doskonałe efekty ekologiczne: kilkukrotne zmniejszenie ilości toksycznych substancji oraz obniżenie poziomu głośności silnika o ok. 3-4 db. Potwierdza to fakt spełniania przez autobusy CNG i LNG aktualnie najsurowszej normy emisji spalin EEV (Enhanced Environmental Friendly Vehicles), a nawet w niektórych przypadkach jeszcze niższych wskaźników emisyjnych (np. MAN CNG, Iveco Irisbus CNG). Aglomeracją, która posiada dobre doświadczenia związane z zastosowaniem paliw alternatywnych jest hiszpańska Walencja. Od 2009 roku wszystkie 8 M. Fice, T. Glinka, R. Setlak, Hybrydowy napęd pojazdu miejskiego, Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne 2006, nr 75 s CNG-Hybrid Bus First on Barcelona Streets, More to Follow, r. 10 Dyrektywa Parlamentu Europejskiego 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE. 11 G. Budzik, Zasilanie silników autobusów komunikacji miejskiej sprężonym gazem ziemnym, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2006, s. 21. Logistyka 6/

5 pojazdy komunikacji miejskiej tam są napędzane sprężonym gazem ziemnym i biodieslem. Szacuje się, że do roku 2011 ograniczyło to emisję CO 2 o 200 tysięcy ton 12. Ekologiczne autobusy są również zasilane etanolem. Posiadają one silnik spalinowy przystosowany do spalania etanolu. W Sztokholmie zrobiono testy porównujące wykorzystanie autobusów zasilanych metanolem z konwencjonalnym silnikiem diesla i uzyskano znaczące korzyści środowiskowe, m.in. niższą emisję tlenków azotu, tlenków węgla, węglowodorów i pyłów, a nawet redukcję emisji CO 2 pochodzącego ze źródeł kopalnych o 90% 13. Dodatkowym aspektem ekologicznym jest możliwość przystosowania wszystkich wyżej wymienionych autobusów do napędzania biogazem. Może on pochodzić z różnych źródeł. W szwedzkim Linköping wykorzystuje się do tego celu odpady komunalne. Pozwoliło to na redukcję emisji tlenku azotu o 1,2 tony oraz dwutlenku węgla o 90 ton w ciągu roku 14. Innym rozwiązaniem, znanym już od lat 80. ubiegłego wieku, ale obecnie stosowanym na szerszą skalę, jest wykorzystanie wodoru jako paliwa do środków komunikacji miejskiej. Autobusy zasilane wodorem nie emitują zanieczyszczeń podczas postoju w korkach, które wpisują się na stałe w krajobraz miast, co powoduje zmniejszenie wydzielania gazów cieplarnianych. Ponadto spełniają one dopuszczalne poziomy emisji w wydzielaniu cząstek stałych określonych w normach środowiskowych. To paliwo alternatywne zostało docenione przez londyńskich organizatorów komunikacji publicznej. Obecnie na ulicach stolicy Wielkiej Brytanii można spotkać osiem takich pojazdów, które stanowią jedną z największych europejskich flot pojazdów tego typu. Ponadto, między innymi dla nich, została stworzona pierwsza stacja paliwa wodorowego. Podsumowanie Duże aglomeracje miejskie przede wszystkim kojarzą się z zapachem spalin, unoszącym się smogiem czy uciążliwym hałasem. Ogromny wpływ na takie postrzeganie miast ma szeroko pojęty transport. Rozwiązaniem, które może wpłynąć na polepszenie jakości powietrza jest wykorzystanie zielonych pojazdów w komunikacji miejskiej. Nowe technologie transportu, a także innowacyjne rozwiązania zastosowane w już istniejących pojazdach, mogą przyczynić się nie tylko do ochrony środowiska, ale także poprawy stanu zdrowia mieszkańców, którzy coraz częściej odczuwają negatywne skutki transportu. Pojazdy 12 Raport dotyczący funkcjonowania przedsiębiorstwa Memoria 2011 EMT Valencia ciudadano/images/stories/pdf/publicaciones/memorias/memoria2011_baja.pdf, r. 13 Ponad 400 autobusów na etanol w Sztokholmie (Szwecja), The Urban Nobility Portal, r. 14 M. Ekelund, Biogaz, biopaliwo, Linköping, Szwecja, Energie-Cities, Logistyka 6/

6 powinny spełniać najwyższe normy ekologiczne, a tym samym ograniczać emisję szkodliwych substancji, w tym gazów cieplarnianych. Doświadczenia wielu miast, nie tylko europejskich, pokazują, że pojazdy zasilane energią, gazem czy też posiadające napęd hybrydowy są doskonałym odpowiednikiem wymagań ekologicznych. Ważne są również kwestie ograniczenia hałasu, które cechują każdy z wyżej wymienionych pojazdów. Okazuje się jednak, że zielone środki transportu będzie można wprowadzić do miast tylko wtedy, gdy na ich zakup i stworzenie służącej im infrastruktury będą przeznaczane dodatkowe środki finansowe. Green vehicles in public transport Summary A phenomenon that is increasingly affecting large cities on Western and Central Europe, is the expansion of the population from the city on the suburban and rural areas. As a result, metropolitan areas for several years experiencing population decline. This is due to a desire to escape from the hustle and bustle, noise and pollution. Modern cities wanting to stop this process should create a good environment for living, economic development and new investment. One of the solutions that can help improve the quality of life is the effective action for sustainable development. It becomes necessary to seek action programs seeking to eliminate or reduce harmful effects on the environment. The aim of the article is to present examples of "green" public transport that contribute to enhancing the competitiveness and create a positive image of the city that cares about the health of their citizens and the environment. Literatura 1. Backhaus W., Extension of the trolleybus system to the surroundings, 2012, 2. Budzik G., Zasilanie silników autobusów komunikacji miejskiej sprężonym gazem ziemnym, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów Czerny M., Globalizacja a rozwój, PWN, Warszawa CNG-Hybrid Bus First on Barcelona Streets, More to Follow, Dyrektywa Parlamentu Europejskiego 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE Logistyka 6/

7 6. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/33/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania ekologicznie czystych pojazdów w transporcie drogowym 7. Elektromobliność, red. S.Wójtowicz, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, Warszawa Ekelund M., Biogaz, biopaliwo, Linköping, Szwecja, Energie-Cities, Fice M., Glinka T., Setlak R., Hybrydowy napęd pojazdu miejskiego, Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne 2006, nr Ponad 400 autobusów na etanol w Sztokholmie (Szwecja), The Urban Nobility Portal, Raport dotyczący funkcjonowania przedsiębiorstwa Memoria 2011 EMT Valencia moria2011_baja.pdf 12. Tindo The World s First Solar Electric Bus. The Adelaide City Council, Trolleybus a Smart Urban Transit System - ulotka informacyjna międzynarodowej inicjatywy promującej komunikację trolejbusową Trolleymotion 14. Zielona Księga W kierunku nowej kultury mobilności w mieście, Komisja Wspólnot Europejskich, Bruksela 2007 Logistyka 6/