Projekt CACTUS : Modele i metody oceny i optymalizacji ładowania autobusów elektrycznych Zespół proj ektowy: Prof. dr hab. i nż. Bogusł aw Łazar z Prof. dr hab. i nż. Sylwester Markusi k dr hab. i nż. Stani sł aw K rawi ec d r i n ż. G r zego r z Ka ro ń d r i n ż. G r zego r z S i e r p i ń s k i dr i nż. Ryszard Janec ki m g r i n ż. K r z y s z t o f K raw i e c
CACTUS KONSORCJUM PROJEKTU Instytucje naukowe Wydział Transportu Politechniki Śląskiej Institut für Automation und Kommunikation e.v. Magdeburg Fraunhofer Institut for Materialflow and Logistics, Dortmund Przedsiębiorstwa Komunikacji Miejskiej Przedsiębiorstwo Komunikacji Miejskiej Sp. z o.o. w Sosnowcu (PKM) Magdeburger Verkehrsbetriebe GmbH (MVB) Personenverkehrsgesellschaft Altmarkkreis Salzwedel mbh (PVGS) Harzer Verkehrsbetriebe GmbH (HVB)
POTRZEBA WYMIANY TABORU AUTOBUSOWEGO PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 3
AUTOBUSY ELEKTRYCZNE Autobus elektryczny (ang. Battery Electric Bus) - autobus zasilany z baterii akumulatorowych zlokalizowanych w pojeździe Specyfika autobusów elektrycznych Zasilanie autobusów elektrycznych Zalety: Wady: Wysoka sprawność napędu elektrycznego Brak emisji szkodliwych substancji w miejscu użytkowania pojazdu Niewielka emisja hałasu Niższe koszty operacyjne (energia elektryczna jest tańsza od oleju napędowego) Wyższy koszt zakupu Konieczność montażu dodatkowej infrastruktury (np. punkty ładowania lub wymiany baterii akumulatorowych) Ładowanie plug-in (z gniazdka) Ładowanie baterii akumulatorowych Ładowanie pantografem na wybranym przystanku Ładowanie indukcyjne Wymiana baterii akumulatorowych PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 4
CELE PROJEKTU CACTUS Sprawdzenie czy przy zadanym rozkładzie jazdy wystąpiłyby zatrzymania autobusów elektrycznych spowodowane wyczerpaniem się baterii. Poszukiwanie optymalnej lokalizacji punktów ładowania baterii. Poszukiwanie optymalnej strategii ładowania baterii. PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 5
ZAŁOŻENIA Niedostępność technologii, która umożliwi realizowanie przez autobusy elektryczne całodziennych zadań przewozowych bez konieczności doładowania lub wymiany baterii Nie istnieje uniwersalna technologia doładowywania baterii, która jest odpowiednia dla wszystkich przedsiębiorstw komunikacji miejskiej Koszty inwestycyjne dla przedsiębiorstwa w infrastrukturę doładowującą lub wymieniającą baterie będą znaczące Utrzymanie zadanego rozkładu jazdy PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH
STRUKTURA MODELU PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH
UŻYTKOWNICY PRZEWOŹNICY UŻYTKOWNICY PRODUCENCI TABORU UŻYTKOWNICY INFRASTRUKTURA BUDUJĄCY ZARZĄDZAJĄCY I - z modelu technicznego, - z danych wejściowych organizatora transportu, - z potrzeb producenta autobusów elektrycznych.
JAK DZIAŁA PROGRAM CACTUS? Poszukiwanie innego wariantu Dane wejściowe Model transportowy Pliki w formacie.xml Submodel techniczny Sub-model ekonomiczny Sub-model ekologiczny Raport dot. wpływu ekonomicznego Raport dot. wpływu ekologicznego Nie OK? Tak Realizacja PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 9
DANE WEJŚCIOWE DO PROGRAMU Economy.xml Timetable.xml Network.xml Dane wejściowe Operation.xml Infrastructure.xml Ecology.xml PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 10
DANE WEJŚCIOWE w formacie.xml SIEĆ PUBLICZNEGO TRANSPORTU ZBIOROWEGO PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 11
DANE WEJŚCIOWE w formacie.xml ROZKŁAD JAZDY PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 12
MODEL EKONOMICZNY Liczba autobusów poszczególnych rodzajów Plan operacyjny (obiegi) Infrastruktura punktowa i liniowa Strategie ładowania Wyniki symulacji techniczno-operacyjnej Submodel ekonomiczny Koszty nabycia Koszty operacyjne Koszty infrastruktury Koszty zewnętrzne Przychody z likwidacji Raport dot. wpływu ekonomicznego PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 13
ELEMENTY MODELU EKONOMICZNEGO Co uzyskujemy z tego modelu: Metoda oraz Interface PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 14
Ekran otwarcia programu CACTUS Ekran otwarcia dla programu CACTUS PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 15
MODUŁ EKONOMICZNY Rodzaj magazynowania energii Rodzaj autobusu Lata eksploatacji autobusu PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 16
WARTOŚĆ BIEŻĄCA KOSZTÓW NABYCIA TABORU PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 17
WARTOŚĆ BIEŻĄCA KOSZTÓW OPERACYJNYCH PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 18
WARTOŚĆ BIEŻĄCA KOSZTÓW INFRASTRUKTURY PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 19
WARTOŚĆ BIEŻĄCA KOSZTÓW ZEWNĘTRZNYCH PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 20
WARTOŚĆ BIEŻĄCA Z PROCESU LIKWIDACJI PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 21
CAŁKOWITE KOSZTY POSIADANIA FLOTY AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH Koszty nabycia Koszty operacyjne Koszty infrastruktury Przychody z likwidacji Całkowite koszty posiadania floty autobusów elektrycznych Koszty zewnętrzne PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 22
ROCZNE KOSZTY CAŁKOWITE PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 23
PRZYKŁADOWY RAPORT DOT. WPŁYWU EKONOMICZNEGO PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 24
WYNIKI PRZYKŁADOWYCH OBLICZEŃ PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 25
NAJWAŻNIEJSZE DANE WEJŚCIOWE Autobus: Solaris Urbino Electric 12 m Koszt zakupu: 1 700 000,- PLN Długość życia autobusu i infrastruktury: 20 lat Infrastruktura: Ładowarka zajezdniowa 32 kw: 50 000 PLN Koszty eksploatacyjne: 1 500 PLN Ładowarka terenowa 200 kw: 300 000 PLN Koszty eksploatacyjne: 5 000 PLN Bateria akumulatorowa: Pojemność baterii: 120 kwh Długość życia baterii: 10 lat Przebieg roczny: 63 000 km/rok Energia elektryczna Zużycie energii: 1,5 kwh/km Koszt energii: 0,557 PLN/kWh Prędkość średnia: 25 km/h Kredyt: 5 rat / 5 lat PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 26
STRUKTURA KOSZTÓW DLA OMAWIANEGO PRZYKŁADU Koszty zewnętrzne 18% Koszty infrastruktury 6% Koszty akwizycji 17% Koszty operacyjne 59% Rodzaj kosztów Koszty operacyjne Koszty akwizycji Koszty infrastruktury Koszty zewnętrzne Przychody z tytułu likwidacji Koszt całkowity Wartość netto [PLN] 2 339 689,04 zł 678 722,73 zł 229 295,82 zł 740 759,07 zł 0,00 zł 3 988 466,66 zł PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 27
Wartość raty [PLN] KOSZTY AKWIZYCJI zł98 000,00 zł96 000,00 zł94 000,00 Amortyzacja Raty kredytu zakupu zdyskontowane autobusu elektrycznego Koszty po upływie T=20 lat: zł92 000,00 zł90 000,00 zł88 000,00 KA = 678 722,73 PLN zł86 000,00 zł84 000,00 zł82 000,00 zł80 000,00 (uwzględniono koszty związane z zakupem nowej baterii akumulatorowej po 10 latach eksploatacji) zł78 000,00 1 2 3 4 5 Okres spłat kredytu [lata] PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 28
Koszty operacyjne [PLM/rok] KOSZTY OPERACYJNE 161 000,00 zł Koszty operacyjne [PLN/rok] 160 000,00 zł 159 000,00 zł 158 000,00 zł Koszty operacyjne upływie T=20 lat: 157 000,00 zł 156 000,00 zł KO = 2 339 689,04 PLN 155 000,00 zł 154 000,00 zł 153 000,00 zł 152 000,00 zł 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Lata PROJEKT "CACTUS": MODELE I METODY OCENY I OPTYMALIZACJI ŁADOWANIA AUTOBUSÓW ELEKTRYCZNYCH 29
Dziękujemy za uwagę!
Projekt CACTUS : Modele i metody oceny i optymalizacji ładowania autobusów elektrycznych Zespół proj ektowy: P ro f. dr hab. i nż. Bogusł aw Łazar z Prof. dr hab. i nż. Sylwester Markusi k dr hab. i nż. Stani sł aw K rawi ec d r i n ż. G r zego r z Ka ro ń d r i n ż. G r zego r z S i e r p i ń s k i dr i nż. Ryszard Janec ki m g r i n ż. K r z y s z t o f K raw i e c