Elektromos buszok kompromisszumai II.
Frissítve: ápr. 17.
Négy év alatt sok víz lefolyt a Dunán. Új karosszálók léptek piacra, és régi nevek tűntek el a horizonton. A trend töretlen, az elektromos buszokra történő átállás dübörög – olykor egy-két homokszemmel a gépezetben, melyet a fogaskerekek rövididőn belül felőrölnek, és szólnak tovább a diadalmas harsonák. A kínai elektromos buszok hódítanak Európában, elsősorban kedvező vételárukkal, ezzel közvetett kapcsolatban a Volvo áthelyezte villanybusz-karosszálását Egyiptomba (az MCV égisze alá), a Scania pedig beszüntette a karosszálást Lengyelországban. 2024 elején nyilvánosságra került, hogy az európai gyártás reménycsillaga, az Ebusco 3.0 kompozitbusz Kínában fog készülni, míg a Van Hool körül viharos hónapok járnak: a tavaly debütált városi A-széria gyártásának megszüntetése van szóban belső viszályok, és hatalmas adósságállomány miatt.
Kontinentális Európát szemlélve gyarapodás üteme az elmúlt szűk évtizedben:
2015: ~1 000 db,
2017: ~1 600 db,
2019: ~2 200 db.
2023-ban összesen 6 354 elektromos buszt helyeztek forgalomba (8 méternél hosszabb M3/I. és M3/II. kategória). Nagy-Britannia vezeti a listát (1 206 db, 2022-ben: 685 db), követi Németország 753 darabbal, majd Norvégia 493-mal. Az MAN a dobogó tetején 780 darab értékesített busszal (2022-ben: 263 db), követi a Solaris (725 db), Yutong (483 db), majd Wrightbus (469 db).
Összesítő táblázat. Forrás: Sustainable Bus.
Energiahordozás
A kulcsszó maradt a hatótávnövelés: „minél több, annál jobb”. Ez az irracionalitást súrolja egyes esetekben, szóló buszoknál a tendencia 450..600 kWh, míg csuklósoknál 550..800 kWh. A hideg időjárás elleni védelem, illetve megbízható működés nem megoldott kielégítően egyetlen konstrukciónál sem, tehát sokszor hiába az óriási kapacitás és vélt energiatartalék, ha az időjárás hatására 1-nél kisebb – rossz esetben zérus – szorzó érvényesül. A gyártói informálások gyengék, maszatolók, esetenként félrevezetők, jellemzően az ideális körülmények között mért (számított?) befutható távot közlik, feketén-fehéren garantált hatótáv elvétve jelenik meg. Az eSORT2, eSORT3 mérések esetén a klímaberendezés működése nem feltétel, holott a hűtés-fűtés a szürke, hideg-meleg hétköznapokban az energiafelhasználás harmadát (!) jelenti.
Döntően a 250..300 km garantáltan, minden körülmény között megtehető távolság egyetlen feltöltéssel az európai üzemeltetők körében kielégítő, mégis az aktuális trend 500 kilométeres hatótáv (ígérete) körül mozog 12 méteres városi szólók között.
Típus | Max. rendelhető akkumulátorkapacitás [kWh] | Legnagyobb hatótáv [km] | Garantált hatótáv [km] |
MAN Lion’s City 12 E | 480 | 550 | 200 |
Mercedes eCitaro 12m | 588 | 320 | 200 |
VDL Citea LF-122 | 490 | 550 | 300 |
Iveco E-Way 12m | 485 | 260…305 (385 kWh) | nem ismert |
Solaris Urbino 12 electric | 600 | 600 | 200 |
Irizar ieBus / ieTram | 510 | nem ismert | 250 |
Hess lighTram 12 Plug | 610 | nem ismert | 300; hidegben 200 (400 kWh) |
Karsan eATA 12m | 450 | 450 | nem ismert |
Ebusco 3.0 12m | 500 | 700 | nem ismert |
Ebusco 2.2 12m | 500 | 550 | nem ismert |
BYD eBus B12 | 500 | 600 (SORT2) | nem ismert |
BYD K9UD | 422 | 450 (SORT2) | nem ismert |
SOR NS 12 Electric | 388 | 200 | nem ismert |
Yutong U12 | 422 | 432 (SORT2) | nem ismert |
Van Hool A12 | 588 | nem ismert | nem ismert |
Az akkumulátorrendszerek ideális hőmérsékleten tartása (BTMS – Battery Thermo Management System) kivétel nélkül folyadékkörrel kivitelezett az elérhető típusoknál, jellemzően az utastéri klímaberendezés közreműködésével. Hideg időben történő első indításhoz a szükséges felmelegítést a töltőberendezésre csatolva igyekeznek elvégezni és optimálni (erre vonatkozó ajánlás: VDV 261), ezzel megőrizve némi mobilitási autonómiát.
Töltési megoldásokat szemlélve a kisebb teljesítményű (≤ 150 kW) rendszerek nagyobb részarányban terjedtek el: a gyorstöltők (150 kW < P ≤ 800 kW) kiépítése és fenntartása jelentősen nagyobb anyagi ráfordítást igényel, valamint nem minden cellakémia optimált a nagyteljesítményű töltésre. Érdekes pilot projekt Lundban a konduktív menetközbeni töltésre alkalmas, útburkolatra telepített sáv, valamint Párizsban 2024 végén élesben induló, talajba süllyesztett állóhelyi konduktív gyorstöltő-rendszer (Alstom SRS).
Van Hool Exqui.City 24, Kiepe hajtással, Forsee Power akkuval (LTO, 160 kWh) és Alstom SRS töltőrendszerrel, melynél a gyorstöltés felső határa 800 kW.
Rövid cellakémiai gyorstalpaló
| Nikkel-mangán-kobalt (NMC) | Lítium-titán-oxid (LTO) | Lítium-vasfoszfát (LFP) |
Névleges cellafeszültség [V] | 3,6 | 2,4 | 3,2 |
Jellemző energiasűrűség [Wh/kg] | 150…220 | 60…110 | 90…170 |
Töltési ráta [C] | 0,7…2 | 1…5 | ≤ 1 |
Kisütési ráta [C] | 2 | 10…30 | 1 |
Ciklusszám | 1 000…2 000 | 3 000…7 000 | 2 000…3 000 |
További jellemző | folyamatos temperálást igényel | drága alapanyag (titán) | csekély önkisülés |
biztonságtechnika - heves égés | jó hőmérséklettolerancia | öngyulladásra nem képes |
Az LTO kifejezetten gyorstöltésre alkalmas, az NMC kevésbé, és az LFP legkevésbé. Utóbbi esetén a gyorstöltés jelentősen felgyorsítja a celladegradációs folyamatokat, ezzel hamarabb eléri élettartama végét és cserére szorul.
Akasol NMC 3. generációs (396 kWh) szerelt, OppCharge (inverz pantográfos) töltésre optimált Volvo 7900 EA Malmöben. 80%-ig lehet tölteni legfeljebb 450 kW-tal, utána cellakímélés végett lassú töltésre vált.
2008-2020 között a volumetrikus (Wh/L) energiasűrűség nyolcszorosára növekedett, a gravimetrikus (Wh/kg) ~háromszorosása gyarapodott. Jelenleg kísérlet szintjén létezik a 420 Wh/kg-os LFP-cella – viszonyításképpen: a sorozatgyártásban buszokba szerelt LFP csomagok ~170…180 Wh/kg között tendálnak manapság.
Akkumulátorok technológiai érettsége egy 2020-as előrejelzés szerint. Forrás: HU-BA akkumulátoripari alapismeretek oktatási anyag.
Nagy lehetőséget rejt a karosszálók számára a C2P (Cell-To-Pack) megoldás, mely több akkumulátorgyártó kínálatában elérhető. A nagyméretű „tepsik” helyett azok tartalmát (cellákat) a járműgyártóval közösen tervezik be a járműbe, ezzel jobb helykihasználást, és magasabb volumetrikus energiasűrűséget elérve.
2021-ben a Bolloré piacra dobta az autóbuszokba szánt kvázi-szilárdtest akkumulátorrendszerét (LMP), melyet a házon belüli Bluebus-ba és az eCitaróba építettek be. "Kvázi", mivel ez még nem az ipar által megváltóként remélt kivitel, ugyanis folyamatos temperálást igényel. Néhány tűzesetet követően (úgy Mercedes, mint Bolloré buszok esetén) kivezették a kínálatból. Legfeljebb 0,2C-vel tölthető (lassú töltés), cellaszintű energiasűrűsége 140 Wh/kg. Előnye, hogy nem szükséges hozzá nikkel, sem kobalt, viszont a folyamatos 80°C-on tartás jelentős energiát emészt el, energiasűrűsége három éve sem volt kiemelkedő érték, és csak lassútöltésre alkalmas. A legnagyobb cellakémia szintű hátránya a dendritképződés, mely idővel rövidzárlatot, és akár tüzet okozhat. 2024 januárjában tasakos cella léptékben jó eredményeket értek el a szilárdtest-akkumulátorokkal (energiasűrűség, töltési ciklus tekintetében), azonban ennek az autóipari felhasználása még néhány évbe telhet.
Itthon tesztelt eCitaro G, Bolloré Blue Solutions LMP akkumulátorokkal (441 kWh).
Akkumulátorok cseréje & második élete
Hollandiában 2022-ben végrehajtották az első, észrevehető méretű flottán az akkumulátorok cseréjét. A VDL Citea SLFA-181-eseket 2016-ban helyezték forgalomba, hat évvel később az eredetileg 180 kWh-s akkumulátorcsomagok csökkent kapacitása miatt azonos méretben közel kétszer annyi energia tárolására alkalmas rendszert építettek be (350 kWh). A kiszerelt akkumulátorok második életüket Moerdijkben kezdték, mintegy 7,5 MWh kapacitással hálózati kiegyenlítőszerepet töltenek be.
Hajtáslánc
A friedrichshafeni fogaskerékgyár (ZF) 2023 májusában mutatta be a második generációs elektromos hajtásláncait, az AxTrax 2-t és CeTrax 2-t. Előbbi készül LE és LF buszhoz alkalmas kialakításban, újdonsága az állandómágneses szinkrongép, SiC inverter, növelt hatásfok; teljesítmény; kapaszkodóképesség.
BRIST bemutatta kerékagymotoros futómű konstrukcióit, akár kormányzott kivitelben is elérhető, 470 kW legnagyobb teljesítménnyel. Az AxTrax-hoz képest szélesebb és sík járóközt, valamint kisebb rugózatlan tömeget tud felmutatni, ugyan egy tonnával csekélyebb terhelhetőséggel.
Említést érdemel a retrofitként is alkalmazható Ziehl-Abegg ZAwheel futómű, mely 2017-es bemutatása óta áttörő sikert nem ért el.
SiC inverterek terjednek rendre, alacsonyabb működési hőmérséklet (kisebb hűtésigény), jobb hatásfok, nagyobb feszültségszint és üzemi frekvencia előnyeivel. Magasabb vételárának megtérülését a feszültségszint-növelés (600 V <) esetén kompenzálja, 600 V-on az előnyei nem érvényesülnek az IGBT-hez viszonyítva. A személyautóknál elvétve létezik már a 800 V-os rendszerfeszültség, egyelőre autóbuszoknál nem ismert ilyen konstrukció.
Utaskomfort – hűtés-fűtés
Télen jelentősen, nyáron valamelyest növekszik a fajlagos energiafogyasztás. A „100% Electric”, „Zero Emission”, „Full Electric” marketingpanel-trió mellett jellemző kiegészítő a dízelkályha, mellyel a fűtés energiaigényét függetleníteni lehet a hajtásra fordítható energiától. Ezen berendezésekre nincs károsanyag-kibocsátási korlátozás, így kezeletlen égésterméket juttatnak a környezetbe.
Skandináviában, illetve Hollandiában több üzemeltető HVO-val (hidrogénezett növényi olajjal) tölti fel az e-buszok tüzelőanyagtartályát, mely esetén a szén-monoxid és szénhidrogén kibocsájtás valamelyest alacsonyabb (B7-es gázolajba 30 V/V% HVO keverve).
Urbino 12 electric menetközben. A "100% electric" felirat olvashatósága romlik a kiömlő korommal telt füstgáz miatt a nem megfelelően karbantartott gázolajkályha miatt.
Kisebb részarányban villanykályhát használnak kiegészítő fűtésként, mellyel ugyan megvalósul a teljes emissziómentesség, azonban a merülő vízforralóval analógiás, ellenállás-alapú folyadékfűtés extrém magas villamosenergia-igényű. Másik ismert, terjedő megoldás a PTC-elemes nagyfeszültségű hőfúvó radiátor, ugyancsak roppant magas villamosenergia-igényű. Mindez a gyakori ajtónyitásokkal (légcsere) párosítva szemmel követhetően csökkenti a töltöttségi szintet az akkumulátorokban.
Kutatási projekt szintjén van a fázisváltó anyag használata (PCM, hőakku): a tenyérmelegítő párnákhoz hasonlóan fázisváltás (folyadék – szilárd) folyamán hőt ad le (majd teljes fázisváltást követően vissza kell alakítani hőbevitellel a szilárd anyagot folyadékká). Kombinálása hőszivattyús rendszerrel, PTC-fűtőelemmel -25°C-ban akár 24%-os hatótáv-megmaradást eredményez egy tanulmány szerint.
Piacot felforgató hűtő-fűtő innováció szériagyártásban egyelőre nincs, így a gyártók többszörös optimalizálás mentén alakítják ki az utastér ideálisnak vélt hőmérsékletét. Városi buszok esetén a gyakori ajtónyitások és jellemzően rövidebb utasonkénti eltöltött időből kiindulva csökkentett belső hőmérséklettel mérséklik az energiaigényt (pl. fűtés esetén 16-17°C közepes léghőmérséklet a cél). Nagy potenciál rejlik a veszteségek minimalizálásában, így a karosszéria többszörös hőszigetelésében, kétrétegű üvegezésben, jól megválasztott helyzetű a radiátorokkal.
Yutong Cold Challenge
A kínai óriás 2024 elején Kazahsztánban, majd Norvégiában végzett egy zord időjárási körülmények közötti tesztet. Kazahsztánban a csuklós típusuk (E18PRO) -25°C-os napi átlaghőmérsékletben 16 óra futást követően köztes rátöltés nélkül 374 kilométert tett meg normál utasszállítással (~350 megállás és ajtónyitás), 95%-os lemerítéssel. Az utastér "kellemesen meleg" volt, a rendszer extrahideg környezetre tervezett hőszivattyús klíma, nagyhatékonyságú kiegészítő fűtéssel. Műszaki-technikai információt keveset közöltek: az 563 kWh-s akkumulátorrendszer PTC folyadéktemperálása igyekszik optimális hőfokon tartani az energiatárolókat, így tudják az üzembiztosságot garantálni. Vajon a teljes flotta képes hozni ezt az eredményt megbízhatóan, vagy egy marketing eseményre alaposan felkészítettek egyetlen buszt? Milyen hőérzetet tudtak biztosítani a járművezetőnek?
Norvégiában -33°C-os átlaghőmérsékletben 105 km megtételét követően 1,56 kWh/km átlagfogyasztással, 30 megállással, 50 km/h átlagsebességgel végzett az U12-es szóló.
Konstrukció
Fejlesztési irány az akkumulátorok helyigényének minimalizálása, az összkapacitás és a fajlagos energiasűrűség növekedésével egyetemben. Így a 2019-ben bemutatott, első, teljesen padlóba integrált akkumulátorcsomagokkal futó Ebusco 3.0 mellett megjelentek hasonló modellek. A BYD eBus B12-es legkisebb kapacitású konfigurációjában minden csomag a padló alatt található, ahogy az újgenerációs VDL Citea LF-122-esben. Jelentős vezetéstechnikai előny, üzemeltetési könnyebbség, valamint utazási komfortnövelő a padlóba integrált energiahordozó: az alacsonyabb súlypontnak köszönhetően jobb a kanyarstabilitás, kevésbé billeg a kocsiszekrény, így a vázszerkezet és futóművek igénybevétele valamelyest közelebb áll az ideálishoz. A kapkodás, gyors piacra lépés másik iránya a fizika határainak feszegetése, és majd’ minden akkumulátorcsomag tetőre szerelése.
VDL Citea LF-122 akkumulátorcsomagok elhelyezése. Grafika: VDL Bus & Coach.
BYD Blade Battery, padlóba integrált csomagok az új, 2023-ban bemutatott önjáró alvázon.
A mérnöki alapelvet (egyszerűségre, robusztusságra, fenntarthatóságra törekvés) felülírja a közgazdaságtan: hardveresen egyszerűbb felépítésű egy elektromos jármű, mint egy belsőégésű motorral szerelt, az alkatrészek számának csökkentése a bevétel csökkenésével arányban állna, mely pedig az így realizálható csekélyebb profittal (a jellemzően magasabb vételár ellenére). Így a tetőre szerelt három tonna teher komplex berendezéseket (elektronikusan szabályzott lengéscsillapítás) követel a menetstabilitás biztosításához, ezzel további hibalehetőségeknek megágyazva egyes típusoknál.
Négy év elteltével több gyártó változtatott az alapvető felépítésen, elliminálva a dízelbuszos örökségből megmaradt motorsátrat, a dobogók méretét és mennyiségét (pl. Solaris Urbino 12 electric, VDL Citea LF-122) a kisebb hajtáslánc elemekhez igazítva.
Néhány utastér-kialakítás: BMC, VDL, BYD, Ebusco, Volvo.
Újdonságként debütált a 2023-as Busworld-ön a Hübner hidropneumatikus felfüggesztése, mellyel csökkentett sűrítettlevegő-felhasználást, kisebb energiafogyasztást ígérnek. Az alacsonypadlós konstrukcióval a rugózás hátrányára változott (kisebb rugóút és kisebb kerékabroncs) a magaspadlós építésmódhoz képest, ez fokozódott a nagyobb tömegű elektromos buszok esetében, így a rugózási kényelem javítása kardinális. A hidraulikus felfüggesztés jobb reakcióidőt ígér a dinamikus átterhelődések tekintetében, valamint jobb hatásfokot (a sűrített levegő döntőhányada a környezetbe távozik egy kiemelés-süllyesztést követően, tehát újabb levegőmennyiséget kell sűríteni a rendszernyomás szinten tartásához, ami energiát igényel).
Temérdek új típus jelent meg, a teljesség igénye nélkül (bemutatás éve):
Automecanica Mobility AM12 EB400 (2023)
MCV C127 EV (2023)
Mellor Sigma 12 (2021)
Zhongtong N12 (2023?)
Ikarus 80e (2023)
Karsan e-ATA 10, 12, 18m [korábban Sileo néven ezen karosszériával] (2021)
Güleryüz EV Ecoline (2023)
BMC Procity EV (2023)
Quantron Cizaris 12EV [ismert úgy, mint ATP Bus e-UpCity] (2021)
Zonson Smart Auto 12 (2021)
Iveco Streetway Elec [Otokar Kent C alapokon] (2023)
Autóbuszok alapvető funkciója a lehető legtöbb ember elszállítása, mely a környezetvédelem, kényelem, formatervezés mellett rendre háttérbe szorul. A növekvő akkumulátorkapacitás ugyan hosszabb megtehető hatótávot jelenthet, de egyben többlet terhet, mely a szállítható utasok számának csökkenésében mérhető. A mérés egysége nem rögzített, így a gyártó minél nagyobbat közöl, az üzemeltető pedig a realitáshoz közelebb kíván mozogni az utasok zugólódását kerülendő. 8 fő egy négyzetméteren teljesen életszerűtlen, 6 fő egy nagyon zsúfolt eset, 4 fő elviselhető, de nem kellemes embersűrűség. Ezt az anomáliát elkerülve a brosúrák többségében állóhely és összférőhely elvétve tűnik fel, helyette a maximum ülőhelyet közlik.
Legnagyobb terhelhetőségek és férőhelyek alakulása a szóló buszok esetén. Üres cella = nincs közölt adat. Megjegyzések: Urbino - 100 fő: 300 kWh akkuval GVW 20 t esetén olasz, francia, spanyolföldön; 94 fő: 300 kWh akkuval GVW 19,5 t esetén, Hess - 6 fő/m^2 a számítás egysége, Karsan - 19 500 kg opciósan kérhető. Forrás az egyes típusok legfrissebb (2024/Q1) elérhető brosúrája.
Hogy pontosan hány elektromos busz szükséges dízelbusz váltására, azt két fő érték határozza meg:
egy töltéssel megtehető távolság,
utaskapacitás.
Olcsóbb, gyorsabban forgalomba állítható e-busz
2019-es Busworld egyik slágere a retrofit e-busz volt, mely az éves-másfél éves gyártói várólisták mellé egy gyorsabb zöldítési alternatívát kínál. Az eltelt években nagymennyiségű (flottaszintű) dízel --> elektromos átalakításról nincs ismeretem.
e-trofit és e-Traction dízelbuszból átalakított e-buszok.
Távolsági szegmens
2018-ban elindult az első pilot projekt a Flixbus színeiben egy BYD C9-essel busszal, azonban a sorozatos műszaki hibák miatt egy évvel később kivonták a forgalomból. A Yutong-gal ugyanazon évben Franciaországban elindult egy tesztfutás (ICe12), 2024 elején Angliában hét Yutong GT12 állt forgalomba, egy másik régióban pedig további három. Egyelőre európai gyártó kínálatában tisztán elektromos távolsági busz nem érhető el, a török székhelyű a Temsa LD SB E áll a legközelebb a kontinenshez. Az MAN kinyilvánította szándékát 2023-ban, míg a Mercedes 2022-ben, és 2030-ra datálta bemutatását. A hatótáv és haszonjárműves töltőhálózat kiépítetlensége okán a hidrogén üzemanyagcellás megoldás ebben a szegmensben jelen ismeretek szerint észszerűbb választás.
Yutong ICe12 és Temsa LD SB E.
A Yutong 2023-ban bemutatott háromtengelyes (T15E) típusa 630 kWh-s energiatárolóval 550 km-es hatótávot ígér C-WTVC mérési ciklus szerint.
Yutong T15E.
Kínai dömping
Kínában 2020-ban ~400 000 e-busz futott, ez ~600 000-re gyarapodott. A bevezetőből citálva, Európában 2023-ban 6 354 darabot állítottak forgalomba, hozzátéve, hogy a lakosságszám és területi méretek jelentősen eltérőek.
A képzeletbeli technológiai olló szárai tovább nyíltak: egyik ág a kínai tömegtermelés, másik az európai felzárkózás a technológiai versenyben. 2022-ben körülbelül 3 400 elektromos buszt helyeztek forgalomba a kontinentális Európában, melyből 1 300 darabot (~40%) kínai, vagy kínai-európai vegyesvállalat értékesített (pl. BYD - ADL).
A tenderek legnagyobb súlyszáma töretlenül a vételár, melyből kifolyólag rendre kínai pályázók kerülnek ki győztesként, ugyanis az EU-ban realizált gyártással (munkaszabályzás és -költségek, szigorú környezetvédelmi szabályok, adók, stb.) nagyon körülményes profitot termelni. Ennek legfrissebb, széleskörű sajtóvisszhangot kapott esete a belga De Lijn és a BYD: a problémát felismerték a döntéshozók (hazai, tágabban európai gyártók elsorvadása, munkahelyek megszűnése hosszabb távon), azonban átütő cselekvés (jelen ismeretek és piaci trendek szerint: protekcionizmus) helyett pótcselekvés érzékelhető (egyre szigorodó, komplex, nehezen követhető előírások és szabályzások).
Apró jelek tetten érhetők, például egy 2022-es norvég koncessziós tender (Ruter AS, Oslo), ahol feketén-fehéren közölték: kínai buszokkal nem lehet teljesíteni. Több másik tender szövegezésében kikötik, hogy bizonyos százalék hazai, vagy európai hozzáadott értéket teljesítenie kell a pályázónak: akár alkatrészhányadban, vagy a kontinensen elvégzett munkával. Svéd sajtóban latolgatták 2023 őszén, hogy a kínai elektromos buszok mögött emberi jogok érdeksérelme (extrém túlórák, alacsony fizetések, veszélyes munkakörülmények, indokolatlan fizetés-megvonások, stb.) valamint kényszermunka állhat – melyek indirekten alátámasztják a késztermék verhetetlen vételárának mögöttes „árát”. Mindezzel szemben pedig ott áll az európai karbonsemlegességi törekvés, melyet a kínai e-jármű tömegtermelés nélkül jóval lassabb ütemben lehetne csak teljesíteni.
Az ár, mellyel kevesen tudnak birokra kelni a kínai buszokkal szemben, visszaköszön a jármű életciklusában: a terméktámogatás, pótalkatrész-ellátás más filozófia mentén zajlik. Az információ-megtartás prioritás, így a karbantartást, javítást törekednek „házon belül” tartani (ezzel kapcsolatban lásd korábbi írásom, ahol a szellemi jogok védelmére kitértem a kínai kollektivista vs. európai individualista filozófia tekintetében). Akár eseti meghibásodás, akár flottaszintű problémáról van szó: „jönnek a kínaiak”. Haszonjárművek esetén kardinális, hogy minél kevesebbet álljon, mert ilyenkor nem termel – valóban a legolcsóbb vételár lesz a legolcsóbb, ha a jármű(vek) esetenként hetekig információra, vagy alkatrészre vár(nak)? Citálom a BYD hollandiai gigaszállítmányát és a flottával adódott rengeteg minőség- és működésbeli problémát, és a delegált kínai visszajavító-csapatot.
Hazai helyzet
A 2019-es több ezer busz beszerzésének terve jelentősen visszafogottan alakult az eltelt években. A Zöld Busz Program és ZBP+ keretében számos szóló, majd 2021-től csuklóst teszteltek itthon több városban (BYD K11U, Mercedes eCitaro G, MAN Lion's City 18 E), ízelt beszerzést viszont eddig nem hirdetett a Volánbusz. Szólóból vásároltak 48+1 BYD K9UB-t, 40 eCitarót, 12 Ikarus 120e V3-at, 2024 tavaszán tendert írtak ki 20 darab városi e-busz beszerzésére.
Városi közlekedési cégek körében Kaposvár beszerzett két Ikarus 120e V3-ast; Tatabányán 2 BYD K7U, Pakson 10 Solaris, Debrecenben 12 eCitaro, Miskolcon 10 BYD K9UD, Veszprémben 5 MAN Lion's City 12 E, Pécsett 10 BYD K9UB, majd 8 eCitaro üzemeltetése indult meg. Magánvállalkozók körében egyelőre a Weekendbus Zrt. üzemeltet a Csömör-Budapest koncessziós (419-es) járatán 3 darab Ikarus 120e V2-est 2021 óta.
A BKK először tett közzé elektromos busszal végzett közforgalmú járatok üzemeltetésére felhívást, ennek keretében 20 midi, 20 csuklós, 50 szóló állna forgalomba 2025-től kezdődően. Lehívták a szűk tíz évvel korábban kiírt trolitender utolsó opcióját (48 darab), valamint Szegedre ZBP támogatással 4 SOR TNS 12 önjárásra képes troli érkezett.
Hazai gyártás/forgalmazás tekintetében az Ikarus 120e V3-as típusa elérhető, valamint 2023-ban bemutatták a CRRC-vel közösen összeállított 8,5 méteres midibuszt, és előrevetítették a Kínában készülő V4-es szóló (120e V4), majd csuklós (180e) változat bemutatását 2024 folyamán. A Goldi Mobility Kft. 6, 9, 10, 12 méteres hosszban kínál városi e-buszokat, 'Made in Hungary' jeligével. A bemutatott szóló eredendően Zonson Smart Auto 12m (egyes források alapján City Joy 12, GTZ6129BEVR), a midi Zonson Smart Auto 8,5m (egyes források alapján Euro Lights 85, GTZ6859BEVBF). A 101EVPark flottájába tartozó Skywell NCL6128BEV Pakson és Kaposváron futott tesztköröket. 2024 elején tesztköreit rótta az első Credobus Electronell, mely magas európai és hazai hozzáadott értékhányadával kitűnik a Kína-dominálta mezőnyből.
Dízel vagy elektromos?
Lokális alacsony (esetenként zérus) károsanyag-kibocsátás, magasabb hatásfokú hajtáslánc és energiafelhasználás, csendesebb üzem, kvázi zérus rezonancia. Ezeken túlmenően viszont üzemeltetési szempontból nincs egyöntetű konszenzus, hogy teljes élettartam-költséget tekintve az e-busz vagy a dízelbusz jobb. Flottamérettől, tervezett élettartamtól, éves futásteljesítménytől, földrajzi tulajdonságoktól (hőmérséklet, topográfia) nagymértékben függ a vizsgálat eredménye.
Az LCA (Life-Cycle Analysis) hiányosságai között említendő a vizsgált rendszer határainak bizonytalansága: az e-buszokra fordítva például az akkumulátorrendszerben felhasznált anyagok újrahasznosíthatósági mértéke. Több módszer létezik már, mindegyik jellemzője, hogy összetett és bonyolult (pl. pirometallurgiai, hidrometallurgia). Előbbi esetén a szükséges energiamennyiség mértéke közel azonos a kinyert, újra felhasználható nyersanyaggal értékével, utóbbi folyamatban a termelékenység (nagy mennyiségek feldolgozása) nem megoldott egyelőre.
További példa a felhasznált villamosenergia származása, előállításának módja, és felhasznált energiamennyiség. Torzító tényező a hulladékkezelési, vagy elhelyezési költségek számítása. Minél több, kapcsolódó rendszert vizsgálnak (és minél részletesebben), a pontos számszerűsítés nagy energiát igényel, régiónként (országonként) eltérő szabályozásokból fakadóan szöges ellentétes kimutatások látnak napvilágot: egyik helyen az e-busz gazdaságosabb, míg máshol a dízel diadalmaskodik.
Egy tavalyi tanulmány, mely alapján ahogy az e-járművekbe töltött áram "zöldül", úgy egyre inkább tisztábbak a belsőégésű motoros társaikhoz képest.
Mindeközben a trolibuszok reneszánszukat élik. Több helyen valósult meg részleges (Vilnius) vagy teljes flottacsere (Bukarest), a közlekedés újraindítása (Prága, La Chaux-de-Fonds), hálózatfejlesztés tervezete (Tallinn, Budapest), vagy éppen dízelbuszok cseréje önjáró trolibuszra (Luzern). 2022-ben több, mint 120 trolit állítottak forgalomba, és 2023-ra ~800 beszerzése volt előirányozva. Az In-Motion Charging (menetközbeni töltés lehetősége) újraértelmezte a hagyományos, csak felsővezetékről üzemelő, és állóhelyzetben vontatási akkumulátorait tölteni képes trolibusz fogalmát. A korlátozott autonómiával bíró troli a tisztán akkumulátoros buszok legnagyobb kompromisszumait (időjárással szembeni robusztusság, utastér hűtés-fűtés energiaigénye) lényegében megszüntetve kínál alternatívát.
Források és felhasznált irodalom
Sjoerd Bakker, Rob Konings: The transition to zero-emission buses in public transport – The need for institutional innovation (2018. október)
Transport Advancement - Region-Wise Snapshot of The Europe E-Bus Market In 2023
Sustainable Bus - 42% of the city buses registered in Europe in 2023 are zero emission (2024. február 11.)
Dave Murden: LITHIUM NMC VS LIFEPO4 – HOW TO CHOOSE THE BEST ONE FOR YOUR NEEDS (2023. október 2.)
Vehicle Technologies Office - Volumetric Energy Density of Lithium-ion Batteries Increased by More than Eight Times Between 2008 and 2020 (2022. április 18.)
Isabella Dumé: Lithium-ion batteries break energy density record (2023. április 21.)
Alex Holland: Li-ion Battery Technology Still Has Further to Go (2024. február 12.)
Electronics Weekly - The pros and cons of SiC (2018. április 26.)
Salvatore La Mantia; Vittorio Giuffrida; Simone Buonomo: Benefits and advantages of using SiC (2019. május 8.)
Fraunhofer IVI - Fast-charging latent heat storage system for fully-electric city buses
Hydropneumatics advances electromobility: Innovative suspension and damping system from HEMSCHEIDT (2023. október 4.)
FROTCOM - Electric Buses: China's success story (2023. március 17.)
Charles Morris: To catch up on electric buses, Europe’s transit firms are working with China (2024. január 23.)
Xiaoying You: How China’s buses shaped the world’s EV revolution (2023. december 6.)
Michael Barnard: Europe Is Buying Chinese Buses (2023. szeptember 6.)
Zhaosheng Zhang, Baolin Ye, Shuai Wang, Yucheng Ma: Analysis and estimation of energy consumption of electric buses using real-world data (Science Direct, 2024)
Louis Heß, Daniela Dimova, Jakub Wit Piechalski, Stefan Rusche, Pascal Best, Michael Sonnekalb: Analysis of the Specific Energy Consumption of Battery-Driven Electrical Buses for Heating and Cooling in Dependence on the Technical Equipment and Operating Conditions (World Electric Vehicle Journal / MDPI, 2023. május 11.)
Stephanie Keßler, Nicolas Restrepo Lopez, Markku Ikonen, Reinoud Dirksen, Frans Bal: The benefifits of (automatic) pre-conditioning of e-buses (2020?)
William Yourey: Cell Design Considerations and Impact on Energy Density — A Practical Approach to EV Cell Design (World Electric Vehicle Journal / MDPI, 2023. október 5.)
Elzbieta Dobrzynska, Małgorzata Szewczynska, Małgorzata Posniak, Andrzej Szczotka, Bartosz Puchałka, Joseph Woodburn: Exhaust emissions from diesel engines fueled by different blends with the addition of nanomodifiers and hydrotreated vegetable oil HVO (Environmental Pollution / ELSEVIER, 2019. december 17.)
HUMAN RIGHTS RISKS BEHIND ELECTRIC BUSES IN SWEDISH PUBLIC TRANSPORTATION - An Industry Issue for Collaboration (ETI Sweden, 2023. október)
Rebecca Jayne Thorne, Inger Beate Hovi, Erik Figenbaum, Daniel Ruben Pinchasik, Astrid Helene Amundsen, Rolf Hagman: Facilitating adoption of electric buses through policy: Learnings from a trial in Norway (Energy Policy / ELSEVIER, 2021. május 3.)
Kristián Čulík, Vladimíra Štefancová, Karol Hrudkay, Ján Morgoš: Interior Heating and Its Influence on Electric Bus Consumption (Energies / MDPI, 2021. december 10.)
F.M. Nizam Uddin Khana, Mohammad G. Rasula, A.S.M. Sayemb, Nirmal Mandala: Maximizing energy density of lithium-ion batteries for electric vehicles: A critical review (Energy Report / ELSEVIER, 2023. szeptember 7.)
Md Araf Hossan, Shams Al Deen Aryan, Md. Sajadul Haque Noman, Dewan Hasan Ahmed: Phase change material-based rooftop on public transport for thermal management (Energy Storage and Saving, 2023. augusztus 3.)
Raimunds Selegovskis, Janis Galins, Ainars Galins: Research and Modeling of Interior Temperature Regimes of City Electric Minibuses, which Use a Heating System with Thermal Batteries (Periodica Polytechnica Transportation Engineering, 2023. május 22.)
Taiquan Liu: Thermal Management Solutions for Battery Electric Buses in Cold Climates (Master thesis, 2019. augusztus 21.)
Martinás Katalin: A lehetséges jövők entrópikus korlátai (ELTE Atomfizika Tanszék, ~2002)
Michelberger Pál: Közlekedés, környezet, mérnöki felelősség (Akadémiai Kiadó, 1991)