Što je električna cesta?
Električna cesta, e-cesta, e-autocesta ili električni cestovni sustav (ERS) je sustav koji omogućuje prijenos snage između vozila i ceste kojom se kreće. Električne ceste klasificirane su u tri kategorije ovisno o načinu punjenja:
- Nadzemne vodljive: kod ove vrste punjenja struja se kontinuirano prenosi s nadzemnih vodova na vozilo putem pantografa. Nadzemno vodljivo punjenje najprikladnije je za kamione i autobuse koji su dovoljno visoki da dosegnu električne vodove. Također radi bolje s vozilima koja putuju unaprijed zadanom putanjom kako bi mogla kontinuirano ostati povezana s električnim vodovima.
- Konduktivni prijenos energije s ceste: Ovo je slično nadzemnoj vodljivoj tehnologiji osim što se umjesto pantografa energija prenosi na vozilo kroz tračnice ugrađene u cestu ili na površinu ceste. Tehnologija uključuje ugrađenu mehaničku ruku koja se povezuje s napajanjem.
- Induktivni prijenos energije s ceste: Ovdje se prijenos energije odvija između zavojnica ugrađenih u cestu i zavojnica u vozilu bez ikakvih žica. Energija iz mreže pretvara se 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 izravno u pogonski sustav ili će se koristiti za punjenje baterija u vozilu. No, nakon što vozilo dođe na normalnu cestu, prebacit će se na električni, hibridni ili motor s unutarnjim izgaranjem.
Korištenje električnih cesta danas je prilično ograničeno, iako postoje neki pilot projekti koji se odvijaju u suradnji s proizvođačima automobila, istraživačkim institutima, vladama i energetskim tvrtkama. Jedan od takvih projekata provodi se u Lundu u Švedskoj, dok u Italiji vlada planira gradnju e-autoceste dužine od 6 kilometara na sjeveru zemlje. U Kaliforniji je pokrenut demonstracijski projekt u blizini luke Los Angelesa i Long Beacha.
Električne ceste: Usporedba prednosti i mana
Električne ceste korisne su utoliko što pružaju čišću alternativu motoru s unutarnjim izgaranjem, posebno ako energija koja se koristi dolazi iz obnovljivih izvora poput vjetra ili sunca. U slučaju vodljivog punjenja, električne ceste također su prilično učinkovite. Tvrtka Elways AB, na primjer, izvijestila je o učinkovitosti od 85 – 95 % za segmentirano vodljivo rješenje za automobile i kamione koje se sada testira kao dio projekta eRoadArlanda.
No, tu uglavnom prestaju sve prednosti električnih cestovnih sustava. Iako su gotovo sve alternative dizelu daleko od „mainstreama”, mnoge su došle puno dalje od električnih cestovnih sustava (ERS). Danas nema puno podataka iz stvarnog života koji bi potvrdili njihovu pouzdanost, a osim pantografa (koji se koristi 100 godina), sve druge vrste punjenja su nove, nezrele tehnologije.
e-Autoceste su također skupe. Postavljanje infrastrukture za punjenje znači značajna ulaganja u izgradnju cesta, postavljanje električnih vodova i njihovo održavanje. One također imaju potencijal uzrokovati dugotrajne poremećaje postojećeg protoka prometa dok se infrastruktura nadograđuje. Jedna studija procjenjuje da su za postavljanje dinamičkog induktivnog sustava potrebna 3 tjedna na 100 metara, dok bi za vodljivi nadzemni sustav moglo biti potrebno 1 mjesec za postavljanje 10 kilometara. Poremećaji bi se mogli svesti na najmanju moguću mjeru kada bi se izgradnja električnog cestovnog sustava (ERS) poklopila s planiranim radovima na održavanju, no to bi stvarno ograničilo brzinu primjene tehnologije.
Složenost električnog cestovnog sustava također znači da bi mnogi akteri, uključujući vlade, općine, dobavljače električne energije i tvrtke za prijevoz tereta, morali raditi zajedno. To bi također zahtijevalo određenu prekograničnu suradnju na mjestima poput EU-a gdje bi kamione koji putuju diljem regije trebalo opremiti istom tehnologijom kako bi koristili ceste. Razvijaju se standardi za punjenje kako bi bilo koja vrsta vozila mogla koristiti električne ceste.
Mogu li električna vozila priskočiti u pomoć?
Jedan od glavnih argumenata za električne ceste je uloga koju bi one mogle imati u smanjenju tjeskobe oko dometa koja dolazi s vožnjom električnog kamiona. Smatra se da bi električna vozila mogla putovati na veće udaljenosti i koristiti manje baterije ako se električne ceste koriste za prijenos energije izravno u pogon vozila ili za punjenje ugrađene baterije. Ovo zvuči kao praktično rješenje, ali pod pomnijim ispitivanjem vidi se da nije.
Prvi izazov je sposobnost zajedničkog rada, što znači da bi električni cestovni sustav morao biti u stanju opskrbiti energijom bilo koju vrstu vozila. Danas ne postoje standardi i arhitektura sustava za prijenos energije iz mreže u električni cestovni sustav na više vozila. Drugi izazov dolazi iz poboljšanja asortimana baterija za električne kamione koji bi brzo mogli učiniti punjenje iz električnog cestovnog sustava suvišnim. Uzmite u obzir činjenicu da danas potpuno napunjen električni kamion može prijeći 300 kilometara, a to pokriva otprilike 40 % svog prijevoza u EU. Očekuje se da će se ovaj doseg u bliskoj budućnosti poboljšati kroz poboljšanja litij-ionskih baterija, otkriće novih materijala za ćelije, bolje sustave upravljanja baterijama i tehnologije hlađenja. Mnogo se očekuje od baterija čvrstog stanja koje bi mogle povećati doseg do 1600 kilometara na jednom punjenju.
Treći izazov su statički ili priključni sustavi punjenja koji su jedini sustav s utvrđenim svjetskim standardima i dokazanom tehnologijom. Broj priključnih stanica za punjenje brzo raste. 2019. bilo je više od 170.000 stanica za punjenje u Europi i više od 68 000 u Sjedinjenim Američkim Državama. Iako je najveći dio ove infrastrukture namijenjena automobilima, važno je napomenuti da se u dozatorima energije koristi tehnologija pod nazivom Kombinirani sustav punjenja (CSS), a ona se može koristiti i za automobile i za kamione. Konzorcij proizvođača kamiona već zajedno radi na povećanju kapaciteta punjenja CSS-om na jedan do tri megavata kako bi ta postojeća infrastruktura mogla podržati gospodarska vozila. Vlade diljem svijeta također definiraju planove za širenje mreža i standardizaciju CSS tehnologije punjenja. Ne postoje tako jasne direktive vlada kada su u pitanju električni cestovni sustavi.
Posljednje, ali ne i najmanje važno, korištenje cesta za punjenje električnih vozila čini se malo vjerojatnim s obzirom na porast alternativa poput vodikovih gorivih ćelija. Puno se govorilo o vodiku, posebice na području zahtjevnog i prijevoza na velike udaljenosti gdje se može koristiti za povećanje dosega električnih kamiona. Vodik ima niz prednosti kao što su kratak i jednostavan postupak punjenja gorivom i visoka gustoća energije. Sa samo 80 kg vodika kamion može prijeći do 800 kilometara! To bi bilo dovoljno za većinu zadataka prijevoza na velike udaljenosti, a s dovoljnom infrastrukturom za punjenje vodikom, ne bi bilo potrebe za punjenjem kamiona u vožnji.
Neki mogući slučajevi primjene
Znači li sve to da u budućnosti prijevoza nema mjesta za električne ceste? Ne baš. Na specifičnim rutama ili u ograničenim područjima gdje bi elektrifikacija cesta i korištenje kamiona bila dobra alternativa moglo bi postojati dobro opravdanje za električne cestovne sustava. To bi također mogli biti prikladno rješenje za autonomne kamione koji obavljaju prijevoz od čvorišta do čvorišta.
Pogled izbliza na alternativna goriva
S obzirom na sve izazove s električnim cestovnim sustavima, vjerujem da bi industrija trebala tražiti lakše izvedive opcije kao što su elektromobilnost, vodik, Bio-LNG i neka biogoriva kao što je HVO za dekarbonizaciju prijevoza. Kako bih pomogao prijevoznicima da bolje shvate alternativna goriva, sastavio sam vodič koji razmatra prednosti i nedostatke svakog izvora goriva. Vodič također uključuje kontrolni popis sa svim stvarima o kojima bi vlasnici prijevozničkih tvrtki trebali razmišljati prije nego što ulože u kamion s alternativnom pogonskom linijom.
