Busszal a jövőbe II. - Hibrid buszok

2013. március 09. - _zahnrad

Hybridbus_im_Test_bei_der_MVG.jpgA jövőbe tartó járatunkon a következő megállóig hibrid buszokkal utazunk. Megnézzük mit kínálnak manapság a hibrid buszok, mik az elmúlt évek üzemeltetési tapasztalatai és egy-két buszt is közelebbről szemügyre veszünk.

A korábbi írásunkban bemutatott hibrid buszokkal szerzett tapasztalatokat osztjuk meg olvasóinkkal. Már 2010-ben is látszott, hogy a busz-, vagy főegység gyártók hurráoptimista, nagyon zöld közleményeitől a valóság némiképp eltér a hibrid buszok magas beszerzési ára és a sokszor az ígérttől elmaradó fogyasztási értékek miatt. A képet azóta tovább tudjuk árnyalni. Nyugat-Európában komolyan gondolják az emisszió csökkentést és a fenntarthatóbb közlekedést. A legnagyobb és a műszakilag legérdekesebb projekteket mutatjuk be.

London

800px-London_Bus_route_328_hybrid_bus_A.jpg

Noha London sokkal szelesebb helyen fekszik, mint hazánk, mégis igen komoly gondot okoz a légszennyezés. Ezt a lehető legkorszerűbb buszokkal próbálják ellensúlyozni, így a városban közlekedő 8500 darab busz mindegyike teljesíti legalább az Euro II-es normát és részecskeszűrővel is el vannak látva, emellett az állomány 80 százaléka az Euro III-nak is megfelel. Tavaly július óta 368 darab hibrid busz közlekedik Londonban, amivel túlszárnyalták az előzetesen év végére kitűzött 300 darabos célt. De itt közel sincs vége a történetnek, Boris Johnson 600 darab új Routemaster hibrid buszra adott megrendelést és 2016-ig szeretnék mindet forgalomba állítani. Londonban mindkét hibrid hajtásrendszert kipróbálták, és a nagyvárosi körülmények között a soros rendszer tűnik a nyerőnek.

A referencia buszokhoz képest általában 30-35 százalékos üzemanyag megtakarításokról szólnak a lelkes hírek és gyártói közlemények, de a valóság árnyaltabb. Ezeket az értékeket fékpadon, egy előre megadott menetciklus - jelen esetben londoni vonalak - alapján mérik, mérték. Nézzük meg például a 159-es vonalra kidolgozott menetciklus fékpadi mérésének eredményeit 4 dízel és 4 hibrid buszra:

hy_tabl4k.jpg

A képre kattintva nagyban megnyílik a táblázat.

Látható, hogy abszolút értékben legjobban a Wright karosszériába szerelt soros Siemens rendszer teljesített, de ha a hasonló buszokat hasonlítjuk össze, akkor a Volvo nyeri a százalékok versenyét a legrosszabbul fogyasztó hibridjével, mivel a hagyományos Volvo motor szomjasabb a kelleténél. A Volvo gyári anyagai tartalmazzák is a 159-es buszvonalat, a hibrid 35 literes fogyasztását is, de a referencia busz fogyasztását már jó 10 literrel ,,elnézték”. Ráadásul nem is valós forgalmi körülményekről volt szó, ahogy a Volvo szeretné, hanem fékpadi mérésről.

13_174_592_0.jpg

Az ADL buszait valós forgalmi körülmények között vizsgálva változatos fogyasztási értékeket mértek a 45%-os megtakarítástól a 19%-os többlet fogyasztásig. Tehát a gyártók optimista százalékos megtakarításokat közlő közleményeivel jobb óvatosan bánni.

A kipróbált modellek közül a legtöbb kritikát a Volvo alvázas buszok kapták a sofőröktől, a gyenge, rángatós gyorsulás, és a bizonytalan fékezés miatt. A legjobban bevált modellek a Wrightbus hibrid buszai. Így nem csoda, hogy a Routmasterek utódait, a NB4l buszokat ők gyárthatják a Siemens ELFA soros hibrid rendszerével.

Németország

P_Bus_EOT_LCH-20.jpg

Németország 2009-ben országos elektromobilitási programot indított. A 2009 és 2011 között összesen 500 millió euróba kerülő programot a Német Szövetségi Közlekedési-, Építési-, és Városfejlesztési minisztérium finanszírozza. A program célja a fenntartható és kisebb emisszióval járó közlekedés létrehozása, a gazdaság fellendítése. Nyolc úgynevezett modellrégiót választottak ki a szövetségi állam különböző területein, ezekben vesznek részt valódi üzemi körülmények között a kifejlesztett járművek. A nyolc modellrégió: Hamburg, Bréma-Oldenburg, Rajna-Ruhr, Rajna-Majna, Szászország, Stuttgart, München, Berlin-Potsdam. Az egyes szövetségi államok is bőkezűen támogatják a programot, ezzel még több tapasztalatra tehetnek szert. Összesen 220 projektpartner vesz részt a programban, több mint 2500 legalább részben elektromos üzemű járművet próbálnak ki, amelyek között nemcsak buszokat, hanem teherautókat, személyautókat, robogókat, és kerékpárokat is találunk. A próbák mellett a járművek, részegységek fejlesztését is finanszírozta a program. Különböző töltő berendezéseket is vizsgálnak, de erről majd később ejtünk szót. Országosan jelenleg 220 darab hibridbusz üzemel Németországban, de a részletesebb adatokat csak a 2009 és 2011 közötti időszakról szóló jelentések tartalmazzák, ezért a továbbiakban a 2012.03. hó végén érvényes adatokat láthatjuk.

Egy soros rendszerű, Hess-Vossloh Kiepe Swisshybrid csuklósbusz belsejét láthatjuk

 

Az elektromobilitási programon belül az innovatív hajtásrendszerű busz projektben üzemelnek a legnagyobb számban a hibrid buszok. A 63 darab hibrid busz közül 30 darab Merceds Citaro G, 17 darab Hess Swisshybrid, 2 darab MAN Lion’s City, 7 darab Allison hajtású Solaris Urbino 18, 3 darab Voith hajtású Solaris Urbino 18, 1 darab Volvo 7700, 3 darab VDL Citea LF. A továbbiakban 59 darab buszról lesz szó. A gyártók közül fejlesztésre a Voith–Solaris páros és az Evobus kapott szövetségi támogatást. A Voith 1 millió eurót, a Solaris 0,5 millió eurót költött a fejlesztésre, a bochumi közlekedési vállalatnál az első példányok tesztfutására és a személyzet képzésére. Az Evobus a Citaro hibrid buszt 15,4 millió euróból fejlesztette ki, amihez 7,7 millió euró támogatást kapott. További 7,5 millió euróba (3,75 szövetségi ebből) kerül a buszok kiterjedt tesztelése és tökéletesítése a beérkezett tapasztalatok alapján. A szövetségi pénzekből fejlesztett járművek viszonylag későn készültek el, de a velük körülbelül egy időben elkészült, hasonló paraméterekkel rendelkező hibrid buszokkal szemben előnyt élveztek a tendereken, így például nem juthatott szóhoz a Solaris Kiepével közösen kifejlesztett csuklós hibrid busza sem. A prototípus Lengyelországot járja.

RTEmagicC_Hybrid_ZOB_Herne_01.jpg.jpgSolaris-Voith Urbino 18 párhuzamos hibrid busz kanyarodik (Kép: vrr.de)

A különböző fogyasztási, gazdaságossági vizsgálatokhoz az adatgyűjtést speciális szoftver segítségével végezték a hibrid, és a referenciaként használt dízel buszokról. A rögzített adatok: a tankolt üzemanyag mennyisége, megtett távolság, a vonal száma, üzemórák száma, a jármű állapota. A buszok összesen 1.375.000 kilométert tettek meg, ez napi átlag 200 kilométeres futásnak felel meg. A buszok 78.437 órát üzemeltek, átlagosan 14 órányit naponta. A hibrid buszok átlagos rendelkezésre állása 73% volt, a referencia dízel buszok 91-92 százalékával szemben. Ez igen gyenge érték, noha javuló tendencia figyelhető meg. A hibákat nem csak az újdonságot jelentő komponensek okozták, hanem a hagyományosnak tekinthető gépészeti elemek is. A mért fogyasztás értékek a terep- és vonalviszonyok függvényében a csuklós buszok esetében 36-73 liter/100 kilométer között alakult, a szóló buszok esetében 29-50 liter/100 kilométer között. 12 üzemeltető 2-21% közötti fogyasztáscsökkenésről számolt be, míg 4 üzemeltető fogyasztás növekedést tapasztalt a hagyományos buszaikhoz képest.

Mivel a hibrid buszok fogyasztásának alakulása egyetlen busztípus esetén is jobban szór a különböző vonal- és terepviszonyok hatására, mint a referencia dízel buszoké, ezért a hajtásláncokra még ráfér az optimalizálás.

Példák az egyes projektekből:

A referencia járművekhez képest a fogyasztást egységes módszerekkel, üzemen kívül, valós vonalon, műterheléssel határozták meg. Ettől a forgalomban, utasokat szállítva később jelentős eltéréseket is tapasztalhattak.

Bréma

A Mercedes Citaro G Blue Tec Hybrid buszzal a Solaris Urbino 18-hoz képest 20% körüli üzemanyag megtakarítást lehet elérni a BSAG. szerint. A 26-os vonalon a hibrid Citaro átlagfogyasztása 46,5l/100km a Solaris 58,4 literjével szemben. Üzemi körülmények közt, utasokat szállítva a mért megtakarítás 5% körülre csökkent, részben a hibrid busz elégtelen fűtése miatt. Az elégtelen fűtés persze nem növelné önmagában a fogyasztást, de a kisegítésére beszerelt 23 és 35 kW teljesítményű kályhák már igen.

Lipcse

A 10 darabos Hess/Kiepe soros hibrid rendszerű csuklós buszokkal átlagosan 4,8%-os fogyasztáscsökkenést sikerült elérni. Egyúttal bebizonyosodott az is, hogy a soros hibrid rendszerrel szerelt járművek inkább a zsúfolt, sok megállóval tarkított, kis átlagsebességű vonalakon vethetők be hatékonyan.

A vizsgált 2010 szeptembere és 2011 szeptembere közti egy éves időszakban a hibrid buszok 267 tonnával (kb. 10db teljesen terhelt csuklós busz tömege) kevesebb szén-dioxiddal terhelték a légkört. A VRR és az aacheni egyetem által folytatott méréssorozat szerint a hibrid buszok átlagosan 10%-kal kevesebb szén-dioxidot, 75%-kal kevesebb nitrogén-dioxidot, 6,4%-kal kevesebb egyéb nitrogén-oxidokat, és 25%-kal több szén-monoxidot engednek a légkörbe, mint a hagyományos buszok. A magasabb szén-monoxid kibocsájtásnak nincs jelentősége, mivel kis mennyiségben tartalmazza a kipufogógáz.

A buszok karbantartását át kell alakítani a nagyfeszültséggel üzemelő elektromos berendezések által megköveteltre. Mivel ezeknek a berendezések egy része a tetőn foglal helyet, ezért állványokat kell kialakítani, ahonnan hozzá lehet férni a buszok tetején lévő alkatrészekhez. A karbantartó személyzet képzésén túl szükség van különböző figyelmeztető jelzésekre, munkavédelmi szemüvegekre, szigetelt talpú cipőkre, és egyéb korábban egy autóbuszgarázsban szokatlan szerszámokra, eszközökre. Ezek több tízezer(20-60e) eurós beruházásokat jelentettek az egyes városok esetében.

Flottenversuch_BASG_Hybridbus.jpg

Mercedes Citaro G Hybrid a brémai BSAG színeiben(Kép:now gmbh)

Az elektromobilitási projekt mellett több egyéb szövetségi, vagy EU-s támogatású projekt fut. Az egyik ilyen a Szövetségi Környezeti, Természet megőrzési és Nukleáris biztonság minisztériuma által támogatott, a hibrid buszok hatékonyságát és fenntartási költségeiket vizsgáló. Ez utóbbi projektben 57 darab hibrid busz vesz részt három gyártótól, ezek a Hess, MAN és a Solaris. A buszok kiterjedt méréssorozaton vettek részt, vizsgálták az üzemanyag fogyasztást, a károsanyag kibocsátást, az elhaladási- és belső zajszinteket. A mérések egy jó részét előre kidolgozott körülmények között próbapadokon, és zárt pályákon végezték. A fogyasztásmérést négy menetciklus szerint végezték, hogy a valósághoz minél jobban közelítő képet kapjanak.

Buszok üzemanyag fogyasztásának mérésére kidolgozott menetciklusok

Az autók katalógus adataiban szereplő fogyasztási adatokat meghatározó, személyautókra vonatkozó európai mérési ciklusról (80/1268/EEC) majd minden autótesztben szó esik.

De mi a helyzet a buszokkal? Itt mi alapján kapunk összehasonlítható adatokat? Ahány ország, ahány nagyváros vagy gyártó, annyi menetciklus, ahogy láthattuk ezt London esetén is. Ennek az átláthatóbbá tételére a Nemzetközi Tömegközlekedési Unió (UITP) három különböző, számokkal jelzett menetciklust dolgozott ki. A SORT (Standardized On-Road Test cycles) ciklusok közül az egyes a sűrű városi forgalomban, a kettes a ritkább városi forgalomban, és a hármas az elővárosi forgalomban részt vevő buszok számára készült. Németországban a közlekedési vállalatok szövetsége(VDV) ajánlásai alapján a Braunschweig-i Műszaki Egyetemen kidolgozott ,,sztohasztikus menetciklus vonaljáratos városi buszok számára” vagy röviden csak a Braunschweig menetciklus is mérvadó.

SORT 1

SORT 2

SORT 3

Braunschweig

Megállókban töltött idő [%]

40

35

20

Megállók száma kilométerenként [db]

6

3

2

1,56

Átlagsebesség [km/h]

12,6

18,6

26,3

22,5

Az egyes menetciklusok főbb jellemzői

Hibrid 1

Hibrid 2

Hibrid 3

Fogy. [l/100km]

Ref. dízel busz

Hibrid

Eltérés [%]

Ref. dízel busz

Hibrid

Eltérés [%]

Ref. dízel busz

Hibrid

Eltérés [%]

Brauns.-cikl.

58,94

46,28

21,48

58,94

46,40

21,28

39,93

27,10

32,13

SORT 1

75,05

51,52

31,35

75,05

53,09

29,26

47,31

35,69

24,56

SORT 2

58,72

44,77

23,76

58,72

45,05

23,28

38,65

29,52

23,63

SORT 3

53,84

42,78

20,54

53,84

44,73

16,92

35,37

28,28

20,05

A programban részt vevő három különböző gyártmányú hibrid busz fogyasztási adatai

Bár a versenysemlegesség miatt nem nevezték meg a táblázatban az egyes gyártmányokat, de nem nehéz kitalálni, hogy a hármas számú gyártmány az MAN szóló hibrid busza, a csuklósok közül pedig a sok városban kiábrándító eredményt produkáló Hess SwissHybrid a 2-es számú. A mérések menetéről további részletek itt  olvashatók. A fogyasztásméréssel egy időben vizsgálták még a kipufogógázok összetételét is. A buszok egy próbapályán zajmérésen is részt vettek. Megállapításra került, hogy a hibrid buszok halkabbak hagyományos társaiknál, és az utastéri zajméréseken a zaj eltérő spektrumára is fény derült. A hagyományos buszokhoz képest gyengébbek a mély hangszínű zajkomponensek, de jelen vannak az elektromos eszközök által keltett magasabb, kilohertzes hangok is.

10C1031-02.jpg

A laborból kilépve az utcára és a valós forgalmi körülmények közt szerzett tapasztalatokat szemlélve azt láthatjuk, hogy 2009 és 2012 márciusa között az 57 darab buszt üzemeltető közlekedési társaságnál összesen 1,2 millió kilométert futottak a hibrid buszok, egy busz átlagosan 22184 kilométert tett meg, havonta átlagosan 788 kilométert. Ezeket a számokat még nem érdemes messzemenő következtetésekhez használni, mivel az 57 darab busz közel sem egyszerre állt üzembe. Naponta 151 és 300 kilométer közötti távot tettek meg a busztok, átlagosan 229 kilométert, és ez átlag 15,3 órás üzemet jelent. A hibrid járművek rendelkezésre állása, megbízhatósága a hagyományos buszoknál rosszabbnak bizonyult. Ez részben köszönhető a téli hónapokban hangsúlyosan jelentkező konstrukciós hiányosságoknak, az alkatrészek hosszabb szállítási idejének, és az újdonságot jelentő technikának. Érdekesség, hogy nem feltétlenül az elektromos hajtás egységeire kell sokat várnia a szerelőknek. Összességében a referencia dízel buszok átlag 92 százalékos rendelkezésre állásával szemben a hibrid buszok csak 81%-os értéket tudnak felmutatni, de a tendencia javuló. Általánosítható hiányosságnak az utasterek gyenge fűtése bizonyult.

Az összefoglaló publikáció megjegyzi, hogy az új technikát használó járművek esetében nem ritkák a hibrid buszokéhoz hasonló kezdeti nehézségek, és költség oldalról is érdemes felkészülni a következő emissziós norma váltásra, mivel ott is lehet számítani ilyen fajta problémákra. Kettő eurócent/járműkilométer többletköltséget javasol figyelembe venni, ami az üzem első öt évében átlag 5 százalékkal rosszabb rendelkezésre állást jelent. Ezt jó tudni a hazai üzemeltetőknek is, akik sajnos nem tudják már az Euro VI bevezetése előtt nagy számban lecserélni az elöregedett buszaikat.

dvb_bus_hess-hybrid.jpg

A valós fogyasztási adatok kiértékelése szegényes, mivel az összefoglaló elkészültének idejekor még számos busszal csak kevés tapasztalat volt. Az ábrákon gyaníthatóan egy csuklós típus, a Hess szerepel, egyes vonalakon, akár többlet fogyasztást is produkált a hagyományos buszokhoz képest. Ebből sem lehet messzemenően következtetni, mivel az egyes járműveket, mind szoftveresen, mind gépészetileg folyamatosan fejlesztették, optimalizálták. Annyi azért látszik, hogy a különböző adottságú vonalak nagymértékben befolyásolják a fogyasztást, ami függ az adott hajtásrendszertől, és az energiatárolótól.

A hibrid járműre felszálló utasoknak természetesen tetszik a halkabb, vibrációban szegényebb utazás. A közlekedési vállalatok próbálják megítélni a hibrid üzem költségeit, de a nagyszámú változtatás a buszokon, az élettartamhoz képest kevés tapasztalat óvatosságra inthet. A fékpados mérési ciklusokon alapuló számításoktól kezdve a valós adatokon alapulóig zavarba ejtően sok létezik, így csak egy felmérés számait közöljük, miszerint a hibrid buszokat üzemeltető közlekedési társaságok 67%-a szerint drágább a hibrid buszok fenntartása.

Rendszer szállítók

Ahogy a buszok legtöbb alkatrésze, úgy a hibrid hajtáslánc is általában készen érkezik a beszállítóktól, csak be kell szerelni a karosszériába, és hozzá kell hangolni. A nagyobb gyártók persze hosszas előzetes számításokkal és tesztekkel a beszállítókkal közösen alakították ki a szériagyártásra alkalmasnak gondolt rendszert. Mint látjuk esetünkben ettől azért bonyolultabb a helyzet, nem árt ahhoz a vonal tulajdonságaihoz hangolni a hajtás viselkedését, ahol közlekedik a busz. Az egyes rendszereket nehéz összehasonlítani, mert több karosszériába kerülhetnek beépítésre, többféle energiatárolóval. A területen a legnagyobb tapasztalattal a Siemens rendelkezik, ez meg is látszik a buszaikon, noha a német karosszériák speciálisan paraméterezett hajtásaival kezdetben nem volt gondtalan az üzem, részben a szoftverhibák miatt. A különbség a fogyasztásokban is lemérhető, mert míg a soros Kiepe hajtással szerelt, ultrakondenzátoros Hess buszok elég pocsék fogyasztási adatokat produkálnak, addig a hasonló energiatárolót használó soros Siemens rendszer az MAN buszában a 20%-ot a kritikus Münchenben is hozza, bár még ezt is kevesli az MVG.

tablazat3k.jpg

A képre kattintva nagyban megnyílik a táblázat.

Az egyes buszok részletes leírása, és az eddig látottak összefoglalása a második részben, ide kattintva elérhető.

A bejegyzés trackback címe:

https://omnibusz.blog.hu/api/trackback/id/tr365123960

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

süti beállítások módosítása