В данной серии публикаций рассматривается одна из концепций развития электротранспорта в Москве. Аналогичную концепцию можно смело внедрять в любом городе, имеющем контактную сеть троллейбуса, либо планы по её строительству. Концепция подготовлена совместными усилиями активистов МОО "Общественный транспортный совет" и сообществ "Спасём московский троллейбус" и "Москвичи за троллейбус".
1. Анализ маршрутной сети
Для анализа маршрутов, подходящих для электробусов с динамической зарядкой, составлена в Excel таблица автобусных и троллейбусных маршрутов. Использовался реестр маршрутов Москвы с учётом замен троллейбусных маршрутов автобусными и электробусными на 10 июля 2019 года. Расчёты проводились по картам-схемам, с обозначенными троллейбусными линиями, в том числе учитывались троллейбусные линии, которые уже не задействованы маршрутами, но ещё не демонтированы.
Критерий выбора маршрута для электробусов с динамической зарядкой – прохождение его не менее, чем на 40% под троллейбусной КС. Обычно считается, что половина маршрута должна быть под КС, а другую половину электробус проходит на аккумуляторах. Один из оптимальных режимов – 60% маршрута проходит под КС. Необходимое число электробусов с динамической зарядкой будем рассчитывать по выпуску с учётом коэффициента выпуска 0,82 (как и сейчас у электробусов).
В приведённой выше таблице рассматривается соотношение, необходимое для зарядки, но не учитывается дальность автономного хода. Рационально использовать электробусы с разной дальностью хода для маршрутов, проходящих почти полностью под КС и лишь 40% от маршрута.
Маршруты, проходящие от 20% до 40% под КС тоже содержат потенциал для динамической зарядки электробуса. Хотя в данном случае нужно аккуратно подходить к просчёту мощности динамической зарядки (большой ток на малом участке сети). Возьмём условие на автономный ход от 10км до 20км. Ограничение снизу, чтобы был хоть минимальный участок под сетью для зарядки, ограничение сверху, чтобы оставался заряд на следующий круг в случае неудачной зарядки на малом участке сети. Также для данных маршрутов имеет смысл внедрять "трибус", сочетающий разные типы зарядки. Получаем выпуск 766 единиц.
Основной результат - выпуск транспортных средств. Для расчёта реального числа транспортных средств используем коэффициент выпуска 0,82. По проведённым расчётам составлена следующая таблица.
Таким образом, на основе анализа маршрутной сети Москвы виден огромный потенциал троллейбусной сети для электробусов с динамической зарядкой: выпуск 3640 единиц транспорта, что соответствует 4440 транспортным средствам при коэффициенте выпуска 0,82 и 4853 при 0,75. Эта огромная цифра соответствует суммарно 100% троллейбусов и 65% автобусов Москвы.
Полученные данные пока не учитывают такой важный показатель как наличие достаточных мощностей тяговых подстанций электротранспорта. Но известен ряд фактов. При практически тех же подстанциях в 1985 - 1990 годах в Москве работало порядка 2500 троллейбусов, включая 500 ОБВ (гармошек). Современные троллейбусы и электробусы с динамической зарядкой имеют транзисторную систему управления и более энергоэффективное электрооборудование, которое позволяет троллейбусам потреблять почти на 30% меньше электроэнергии. А значит мощности соответствуют 3570 современным троллейбусам, включая 715 ОБВ. Заметим, что подстанции нельзя назвать устаревшими или изношенными, они проходили модернизацию в 2010-2015 годах, например 41 подстанция в 2013-2014 годах (компанией «Каскад-Энерго» [2]). Кроме того, к подстанциям на конечных в СВАО и ЮЗАО смогли подключить станции ультрабыстрой зарядки для электробусов, что является следствием большого резерва мощностей подстанций, поскольку ранее троллейбусы использовали целый ряд подстанций вдоль маршрута.
Нынешняя схема внедрения электробусов с ультрабыстрой зарядкой подразумевает полное использование мощностей подстанций на конечных, замену части троллейбусов электробусами и исключение подстанций вдоль маршрута. Мы предлагаем использовать мощности всех подстанций вдоль маршрута электробусами с динамической зарядкой, заменяя ими не только троллейбусы, но и многие автобусы.
Важно заметить, что для электробусов с динамической зарядкой требуется меньшее число спецчастей сети, чем для троллейбусов: им не требуются разветвления сети на территории троллейбусных парков, разные служебные разворотные кольца, служебные линии. Поэтому возможно расширение для электротранспорта совместных автобусно-троллейбусных площадок "Фили" филиала "Центральный" и "Новокосино" филиала "Восточный". Для поставок электробусов с динамической зарядкой целесообразно открыть законсервированные и не используемые в настоящее время по назначению площадки "Новорязанская" филиала "Восточный" и "Нагатинская" филиала "8-й троллейбусный парк". Территориально, по плотности перевода маршрутов на электробусы, желательно выделить место для электробусов на площадках "10-й автобусный парк" филиала "Восточный", "16-й автобусный парк" филиала "Южный" и "7-й автобусный парк" филиала "Северо-восточный".
На основе анализа маршрутной сети, имеющихся в Москве мощностей электротранспорта и количества троллейбусных парков, мы далее считаем не только возможным, но и необходимым массовое использование электробусов с динамической зарядкой в количестве не менее 3500 штук.
Использование мощностей имеющихся тяговых подстанций электро-транспорта Москвы электробусами с динамической зарядкой позволит массово внедрить их на все троллейбусные маршруты и на многие автобусные маршруты, в том числе на большинство маршрутов сети "Магистраль". Например, можно указать автобусные маршруты, которые полностью или почти полностью (более 97%) проходят под контактной сетью: 223, 247, Т7, Т11, Т14, Т17, Т18, Т26, Т32, Т34, Т34к, Т36, Т38, Т41, Т42, Т51, Т53, Т56, Т63, Т67, Т71, Т73, Т76, Т80, Т83, Т86, Т88. Также идеально подходят для электробусов с динамической зарядкой маршруты автобусов № А, Б, Бк, м1, м2, м3, м6, м27, м8, м9, м27, м89, Т3, Т10, Т13, 15, Т19, Т25, Т29, Т39, Т47, Т55, Т78, Т79, 31, 34, 52, 85, 87, 114, 155, 164, 171, 172, 204, 209, 216, 230, 232, 237, 241, 244, 259, 262, 263, 271, 275, 278, 291, 298, 591, 606, 608, 615, 617, 618, 633, 645, 650, 659, 688, 690, 761, 789, 803, 811. Согласно выпуску по реестру маршрутов Москвы [1], для троллейбусных и перечисленных автобусных маршрутов нужно приобрести порядка 3500 электробусов.
Троллейбусы и электробусы с динамической зарядкой особо большой вместимости должны стать фактически аналогом сочленённых трамваев "Витязи". Их можно пустить на самые востребованные маршруты: автобусные № м2, Т13, Т17, Т34, Т51, Т55, Т56, Т63, Т73, Т76, Т83, 155, 164, 204, 209, 223, 230, 247, 275, 298, 645, 688, 690, 761, троллейбусные № м4, 43, 57, 59, 60, 61, 64, 72, 74, 77. Общий выпуск на перечисленные маршруты - 650 единиц, что соответствует 800 электробусам с динамической зарядкой. Дальность хода на аккумуляторах может быть минимальна, так как эти маршруты либо полностью проходят под троллейбусной сетью, либо участки без сети не превышают 5-10 км.
Многие автобусные маршруты, которые идеально подходят под электробусы с динамической зарядкой, были переданы частным компаниям в ходе реформы 2016 года. В первую очередь, это маршруты автобусов № 63, 99, 244, 259, 591, 606, 617, 618, 650, 691, 702. Например, № 244 идеален и для электробусов с динамической зарядкой, и даже для электробусов с ультрабыстрой зарядкой. Кроме того, даже в 2018 году заключались дополнительные контракты на маршруты № 449 и 974, которые были бы идеальны для электробусов. В связи переходом от дизельных автобусов на электробусы, нельзя обойти вопрос частных перевозчиков. Наиболее логично при переоформлении контрактов в 2021 году забрать подходящие для электробусов маршруты в ГУП "Мосгортранс", а компаниям предложить тендеры на другие маршруты, которые не удовлетворяют критериям электробусных маршрутов.
Запустить 3500 электробусов - грандиозный проект, который Москва может реализовать только благодаря электробусам с динамической зарядкой, равномерно использующим мощности всех имеющихся тяговых электроподстанций Москвы.
Вопрос дальнейшего (более 3500) увеличения числа электробусов. В рамках существующей маршрутной сети возможно увеличить число электробусов с динамической зарядкой, причём продление контактной сети в некоторых районах на 2-3 км (например, в Южное Измайлово) позволит значительно увеличить число подходящих маршрутов для электробусов с динамической зарядкой. В районах где не было тяговых подстанций, можно строить подстанции у автобусных конечных для электробусов с ультрабыстрой зарядкой. Возможно сочетание режимов зарядки при унификации зарядных станций под штанговые токоприёмники (трибус).
Закупленные электробусы с ультрабыстрой зарядкой могут быть переведены на автобусные маршруты, не удовлетворяющие условию динамической зарядки. Хотя маршруты для закупаемых электробусов с ультрабыстрой зарядкой выбирать весьма сложно из-за жёстких условий на наличие тяговых подстанций на конечных, для 200 электробусов в филиале "Северо-Восточный" сделан выбор только автобусных маршрутов. Согласно этому предложению можно выделить место для 100 электробусов с ультрабыстрой зарядкой на площадке "7-й автобусный парк" филиала "Северо-восточный" ГУП "Мосгортранс".
На случаи чрезвычайных происшествий, требующих эвакуацию людей, для военного резерва, в Москве по существующим нормам должно быть не менее 5000 автобусов (автономных), то есть не электробусов. Электробусы как с динамической зарядкой, так и закупаемые сейчас электробусы с ультрабыстрой зарядкой зависят от инфраструктуры и не могут включаться в эти 5000 штук. Поэтому в целях государственной безопасности не желательно внедрять электробусов более 4000 штук. Возможно, далее нужно развивать не электробусы, а гибриды с двигателем внутреннего сгорания и относительно небольшим аккумулятором. Поэтому мы на данном этапе делаем логическое завершение программы развития электробусов.
2. Производство электробусов с динамической зарядкой
Весьма странными являются заявления, что в России не производят удовлетворяющие требованиям Москвы троллейбусы или электробусы с динамической зарядкой. Но это не так хотя бы по той причине, что Москвой закупаются электробусы с ультрабыстрой зарядкой и их производители уже анонсировали аналогичные унифицированные модели электробусов с динамической зарядкой.
Поставщик московских электробусов, ПАО "КамАЗ", разработал и представил в 2018 году модель электробуса с динамической зарядкой (троллейбуса с автономным ходом 20 км), полностью унифицированную с разработанным для Москвы электробусом с ультрабыстрой зарядкой. У обоих типов электробусов одинаковый кузов, салон, дизайн, характеристики электродвигателей и систем управления, и многое другое.
Основные четыре отличия электробусов с динамической зарядкой от электробусов с ультрабыстрой зарядкой: штанговые токоприёмники вместо пантографа, исключение зарядных станций, исключение дизельного отопителя, меньшее количество (общая ёмкость) аккумуляторов (возможен другой тип аккумулятора). В целом, это упрощения, особенно касательно исключения поставки зарядных станций. Учитывая унификацию с поставляемым в Москву электробусом с ультрабыстрой зарядкой, все характеристики, включая уровень комфорта, полностью отвечают требованиям Москвы. Отличие только в типе зарядки, а значит в возможности его массового применения и экономии колоссальных средств (не нужна закупка зарядных станций, не нужно строительство подстанций, не нужно увеличение транспортных средств для покрытия простоев на зарядке). Сэкономленные миллиарды рублей бюджетных средств (стоимость только зарядных станций - треть от суммы контракта на 19,5 млрд. руб.) можно пустить на обновление существующей инфраструктуры и реальное увеличение транспорта.
Другой поставщик московских электробусов, "ЛиАЗ" (группа "ГАЗ"), также создал модель электробуса с динамической зарядкой (троллейбуса с увеличенным автономным ходом), полностью унифицированную с производимым для Москвы электробусом с ультрабыстрой зарядкой. Всё выше сказанное про электробус "КамАЗ" относится и к нему.
ЛиАЗ, являясь основным производителем автобусов особо большой вместимости (сочленённых автобусов-гармошек) и начав производство электробусов, может производить электробусы с динамической зарядкой особо большой вместимости. Учитывая объёмы производства автобусов ЛиАЗ и потребности Москвы по электробусам с динамической зарядкой, у завода ЛиАЗ есть большие перспективы в производстве данного вида транспорта для Москвы.
ООО "ПК Транспортные системы", поставщик инновационных трёхсекционных трамваев "Витязи" в Москву, также имеет наработки по созданию троллейбусов и электробусов (тестовые модели "Адмирал" и "Пионер", приобретение завода "Тролза", производившего электробусы с динамической зарядкой для Санкт-Петербурга). Поэтому "ПК ТС" смог бы вслед за "трамвайным прорывом" вывести и московский троллейбус на новый уровень, произведя сотни сочленённых электробусов с динамической зарядкой особо большой вместимости.
Белорусский завод «Белкоммунмаш» изготавливает электробусы с динамической зарядкой, в том числе они поставлялись в Санкт-Петербург. Учитывая, что данные электробусы производят троллейбусные заводы, имеется унификация с соответствующими моделями троллейбусов. Белорусский завод МАЗ производит в одинаковых кузовах автобусы и троллейбусы. Эти же кузова использует для производства троллейбусов завод СВАРЗ (Москва). У СВАРЗ имеются наработки для электробусов с динамической зарядкой, так как уже создавались разные экспериментальные модели троллейбусов и электробусов. Автобусное предприятие ООО "Волгабас" начало производство электробусы с ночной зарядкой, соответственно, может производить и унифицированные с ними электробусы с динамической зарядкой.