Šta je električni put?
Električni put, e-cesta, e-autoput ili električni putni sistem (eng. Electric Road System, ERS) je sistem koji omogućava prijenos snage između vozila i puta kojim se kreće. Električni putevi su klasificirani u tri kategorije na osnovu načina na koji se punjenje odvija:
- Nadzemno provodljivo: Kod ovog tipa punjenja snaga se kontinuirano prenosi s nadzemnih vodova na vozilo preko pantografa. Nadzemno provodljivo punjenje je najprikladnije za kamione i autobuse koji su dovoljno visoki da dopru do električnih vodova. Također bolje funkcionira s vozilima koja putuju unaprijed postavljenom putanjom tako da mogu ostati kontinuirano povezana na električne vodove.
- Provodljivi prijenos snage s ceste: Ovo je slično nadzemnoj provodljivoj tehnologiji, osim što se umjesto pantografa, snaga prenosi na vozilo preko šina koje su ugrađene u ili na površini puta. Tehnologija uključuje ugrađeni mehanički krak koji se povezuje s napajanjem.
- Induktivni prijenos snage s ceste: Ovdje se prijenos snage odvija između zavojnica ugrađenih u cestu i zavojnica u vozilu bez ikakvih žica. Snaga iz mreže se pretvara u visokofrekventnu izmjeničnu struju kako bi se stvorilo magnetsko polje koje zatim pokupe zavojnice ispod vozila kako bi se proizveo napon.
Kada automobil ili kamion putuju cestom opremljenom bilo kojom od ovih tehnologija, energija će ići direktno u pogonski sistem ili će se koristiti za punjenje baterija u vozilu. Ali se kada vozilo vozi normalnom cestom, prebacit će se na električni ili hibridni motor ili motor s unutrašnjim sagorijevanjem.
Korištenje električnih puteva danas je prilično ograničeno, iako postoje neki pilot projekti koji se odvijaju u saradnji s proizvođačima automobila, istraživačkim institutima, vladama i energetskim kompanijama. Jedan takav projekt je pokrenut u Lundu u Švedskoj dok u Italiji vlada planira izgraditi 6 kilometara e-autoputa na sjeveru zemlje. U Kaliforniji održava se demonstracijski projekt u blizini luka Los Angelesa i Long Beacha.
Električni putevi: Odmjeravanje prednosti i nedostataka
Električni putevi su korisni utoliko što pružaju čistiju alternativu motoru s unutrašnjim sagorijevanjem – posebno ako energija koja se koristi dolazi iz obnovljivih izvora poput vjetra ili sunca. U slučaju provodljivog punjenja, električni putevi su također prilično efikasni. Kompanija Elways AB naprimjer prijavila je efikasnost od 85-95% za segmentirano provodljivo rješenje za automobile i kamione koje se sada testira kao dio projekta eRoadArlanda.
Ali tu se uglavnom završavaju sve prednosti električnih putnih sistema. Iako su gotovo sve alternative dizelu daleko od komercijalnih, mnoge su došle mnogo dalje od ERS-a. Danas nema mnogo podataka iz stvarnog života koji bi podržali njegovu pouzdanost i s izuzetkom pantografa (koji je star 100 godina), svi ostali tipovi punjenja su nove, nezrele tehnologije.
E-autoputevi su također skupi; postavljanje infrastrukture za punjenje znači značajna ulaganja u izgradnju puteva, postavljanje električnih vodova i njihovo održavanje. Oni također imaju potencijal da izazovu dugotrajno ometanje postojećeg toka saobraćaja kako se infrastruktura ažurira. Jedna studija procjenjuje da će ugradnja dinamičkog induktivnog sistema trajati 3 sedmice na 100 metara dok bi trebalo 1 mjesec da se provodljivi nadzemni sistem postavi na 10 kilometara. Poremećaji bi se mogli svesti na minimum ako bi se izgradnja ERS-a poklopila s planiranim radovima na održavanju, ali bi to zaista ograničilo brzinu primjene tehnologije.
Složenost ERS-a također znači da bi mnogi akteri, uključujući vlade, općine, dobavljače električne energije i teretne kompanije, morali raditi zajedno. To bi također zahtijevalo određenu prekograničnu saradnju na mjestima poput EU gdje bi kamioni koji putuju širom regije morali biti prilagođeni istom tehnologijom kako bi koristili puteve. Standardi za punjenje kako bi bilo koja vrsta vozila mogla koristiti električne puteve su u razvoju.
Mogu li električna vozila priskočiti u pomoć?
Jedan od glavnih argumenata za električne puteve je uloga koju bi oni mogli imati u smanjenju anksioznosti zbog dometa koja dolazi s vožnjom električnog kamiona. Smatra se da bi električna vozila mogla putovati na veće udaljenosti i koristiti manje baterije ako se električni putevi koriste za prijenos energije direktno na pogon vozila ili za punjenje baterije u vozilu. Ovo zvuči kao praktično rješenje, ali brzo pada u vodu ako se pažljivo ispita.
Prvi izazov je interoperabilnost, što znači da bi električni putni sistem morao biti u stanju da snabdijeva bilo koju vrstu vozila. Danas ne postoje standardi i arhitektura sistema za prijenos energije iz mreže u ERS na više vozila. Drugi izazov dolazi od poboljšanja dometa baterija za električne kamione koji bi brzo mogli učiniti punjenje ERS-a suvišnim. Uzmite u obzir činjenicu da danas potpuno napunjen električni kamion može preći 300 kilometara što pokriva otprilike 40% svih poslova transporta u EU. Očekuje se da će se ovaj domet poboljšati u bliskoj budućnosti kroz poboljšanja litij-ionskih baterija, otkrivanjem novih ćelijskih materijala, bolje sisteme upravljanja baterijama i tehnologije hlađenja. Velike su nade i za čvrste baterije koje bi mogle povećati domet do najviše 1600 kilometara za jedno punjenje.
Treći izazov su statički ili priključni ("plug-in") sistemi za punjenje koji su jedini sistem s utvrđenim globalnim standardima i dokazanom tehnologijom. Broj priključnih stanica za punjenje brzo raste; od 2019. bilo je više od 170.000 stanica za punjenje u Evropi i više od 68.000 u Sjedinjenim Američkim Državama. Iako je većina ove infrastrukture namijenjena automobilima, važno je napomenuti da je tehnologija u dispenzerima Kombinirani sistem punjenja (eng. Combined Charging System, CSS) koji se može koristiti i za automobile i za kamione. Konzorcij proizvođača kamiona već radi zajedno na tome da poveća kapacitet CSS punjenja na jedan do tri megavata tako da postojeća infrastruktura može podržati komercijalna vozila. Vlade širom svijeta također prave planove za proširenje mreža i standardizaciju CSS tehnologije punjenja. Ne postoje jasne direktive vlada kada je u pitanju ERS.
Na kraju, ali ne i najmanje važno, korištenje cesta za punjenje električnih vozila izgleda prilično malo vjerovatnim s obzirom na porast alternativa poput vodikovih gorivih ćelija. Diglo se puno prašine oko vodika, posebno u području zahtjevnog transporta za duga putovanja s teškim teretom, gdje se može koristiti kao proširivač dometa za električne kamione. Vodik ima niz prednosti kao što su kratak i lak proces punjenja goriva i visoka gustina energije. Sa samo 80 kg vodika kamion može putovati do 800 kilometara! Ovo bi bilo dovoljno za većinu dugih putovanja s teškim teretom i s dovoljnom infrastrukturom za punjenje vodikom, ne bi bilo potrebe za punjenjem kamiona za vrijeme vožnje.
Neki potencijalni slučajevi upotrebe
Znači li sve ovo da u budućnosti saobraćaja nema mjesta za električne puteve? Ne u potpunosti. ERS bi mogao imati argumente za specifične rute ili zatvorene sisteme u skučenim područjima gdje bi elektrifikacija puteva i korištenje kamiona bila dobra alternativa. Oni bi također mogli biti prikladno rješenje za autonomne kamione koji obavljaju operacije transporta od čvorišta do čvorišta.
Pažljivije razmatranje alternativnih goriva
S obzirom na sve izazove s ERS-om, vjerujem da bi industrija trebala tražiti izvodljivije opcije kao što su elektromobilnost, vodik, Bio-LNG i neka biogoriva kao što je HVO za dekarbonizaciju transporta. Kako bih pomogao prijevoznicima da bolje shvate alternativna goriva, sastavio sam vodič koji razmatra prednosti i nedostatke svakog izvora goriva. Vodič također uključuje kontrolnu listu sa svim stvarima o kojima bi prijevoznici trebali razmišljati prije nego što ulože u kamion s alternativnim pogonom.
