Logistyka - nauka
Logistyka 6/2013
868
mgr Karolina Gwarda
Akademia Morska w Gdyni
„Zielone” środki transportu miejskiego
Wstęp
Zjawiskiem, które coraz częściej dotyka duże miasta Europy zachodniej i środkowej
jest ekspansja ludności z miast na tereny podmiejskie i wiejskie. W konsekwencji aglomeracje
od kilku lat odnotowują spadek liczby mieszkańców, który w dużej mierze jest spowodowany
chęcią ucieczki od zgiełku, hałasu i zanieczyszczeń
1
. Współczesne miasta, chcąc zahamować
ten proces, powinny stworzyć mieszkańcom dobre warunki do zamieszkania, rozwoju
gospodarczego i nowych inwestycji. Jednym z rozwiązań, które może przyczynić się do
poprawy jakości życia mieszkańców jest efektywne działanie na rzecz zrównoważonego
rozwoju. Konieczne staje się zatem poszukiwanie programów działań dążących do
wyeliminowania lub zmniejszenia zjawisk szkodliwych dla środowiska. Celem artykułu jest
zaprezentowanie przykładów „zielonych” środków komunikacji miejskiej, które przyczyniają
się to do podniesienia konkurencyjności i stworzenia pozytywnego wizerunku miasta
dbającego o zdrowie swoich mieszkańców i środowisko naturalne.
1.
Zielone pojazdy
Zanieczyszczenie powietrza i hałas to jedne podstawowych problemów ekologicznych
miast, na które zwróciła uwagę Komisja Wspólnot Europejskich. W swoim raporcie określa,
ż
e indywidualny i zbiorowy transport drogowy odpowiada za 40% emisji CO
2
i 70% emisji
pozostałych zanieczyszczeń na obszarach miejskich
2
. Stale poszukuje się innowacyjnych
rozwiązań pozytywnie wpływających na stan środowiska. Władze lokalne i przewoźnicy
miejscy przeznaczają znaczące środki finansowe w celu poprawy ekologiczności floty
transportowej, między innymi zakupując pojazdy o niskiej lub zerowej emisji zanieczyszczeń.
Pojazdy ekologiczne to pojazdy o niskim zużyciu paliwa lub wykorzystujące paliwa
alternatywne, w tym biopaliwa, gaz ziemny, LPG, wodór oraz różne technologie, m.in.
systemy napędu elektrycznego lub hybrydowego spalinowo-elektrycznego
3
. Wprowadzenie
1
M. Czerny, Globalizacja a rozwój, PWN, Warszawa 2005, s. 55.
2
Zielona Księga W kierunku nowej kultury mobilności w mieście, Komisja Wspólnot Europejskich, Bruksela
2007.
3
Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/33/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania
ekologicznie czystych pojazdów w transporcie drogowym.
Logistyka - nauka
Logistyka 6/2013
869
do miast transportu ekologicznego pozwoli na uzyskanie niezależności od paliw płynnych,
które cechuje nieprzewidywalność cen i ograniczona dostępność. Ponadto przyczyni się do:
- zmniejszenia emisji CO
2
i hałasu,
- redukcji skażenia gleby i atmosfery,
- poprawy zdrowia mieszkańców.
Osiągnięcie wyżej wymienionych celów energetycznych i ekologicznych wpłynie na
realizację przez Polskę strategii Transport 2050 przyjętej przez Parlament Europejski, która
zakłada, że do 2050 r. w Europie samochody emitujące CO
2
zastąpią inne, bardziej czyste i
efektywne energetycznie pojazdy
4
.
2.
Pojazdy napędzane energią
Pojazdy elektryczne (EV) są efektem naturalnej ewolucji pojazdów napędzanych ropą
naftową. Środkami transportu doskonale sprawdzającymi się w dużych miastach i ośrodkach
miejskich, gdzie niska prędkość ruchu jest typową cechą użytkowania, są trolejbusy. Przede
wszystkim uwzględniają potrzebę wykorzystania alternatywnych źródeł energii i przyczyniają
się do redukcji emisji zanieczyszczeń, bo nie wydzielają substancji szkodliwych w miejscu
użytkowania. Energia potrzebna do zasilania pojazdów może pochodzić ze źródeł
odnawialnych, a tym samym pozwala to na uniezależnienie przewoźników od paliw
kopalnych. Ponadto nowoczesne trolejbusy są wyposażane w układy rekuperacji,
umożliwiające odzysk energii przy hamowaniu nawet do 25%
5
. Z perspektywy mieszkańców
bezpośrednio sąsiadujących z ciągami komunikacyjnymi istotna jest redukcja hałasu w
stosunku do innych środków komunikacji miejskiej. Do innych ekologicznych przesłanek
wykorzystania trolejbusów w komunikacji miejskiej można zaliczyć dłuższą żywotność
pojazdów, która sięga nawet do 20 lat i brak wykorzystania oleju napędowego do silnika, a
tym samym ograniczenie substancji szkodliwych, które powstają przy jego utylizacji.
Trolejbusy eksploatowane są w 47 krajach na całym świecie.
Obecnie przeżywają swój
renesans i duże aglomeracje miejskie (np. Rzym), które zlikwidowały linie trolejbusowe,
rozważają ponownie ich wprowadzenie
6
.
Kolejnym przykładem pojazdów nieemitujących spalin w miejscu użytkowania
są autobusy elektryczne. Pojazdy tego typu są wyposażone w akumulatory, które doładowuje
się energią z sieci, i w zależności od producenta, pozwala to na pokonanie odległości od 100
do 250 km. Ponadto są one doskonale przystosowane do odzysku energii z hamowania i
4
Elektromobliność, red. S. Wójtowicz, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, Warszawa 2011.
5
W. Backhaus, Extension of the trolleybus system to the surroundings, 2012, www.etis.com, 15.10.2013 r.
6
Trolleybus a Smart Urban Transit System - ulotka informacyjna międzynarodowej inicjatywy promującej
komunikację trolejbusową „Trolleymotion”.
Logistyka - nauka
Logistyka 6/2013
870
zwalniania. Autobusy elektryczne już od kilku lat są na szeroką skalę wykorzystywane w
chińskim transporcie miejskim. W Europie powoli zyskują na znaczeniu. Obecnie są
testowane przez wiele aglomeracji, także polskich, natomiast regularnie kursują w Holandii i
Włoszech.
Bardzo ciekawym i innowacyjnym rozwiązaniem jest wykorzystanie czystej energii
słonecznej. W Australii na ulice wyjechał pierwszy na świecie autobus elektryczny zasilany w
100% energią słoneczną. Panele słoneczne zasilające Tindo zostały zamontowane na dworcu
w Adelajdzie, a nie bezpośrednio na pojeździe, tak jak można by się tego spodziewać.
Autobus na jednym ładowaniu może przejechać około 200 kilometrów w typowych
warunkach miejskich, a układ hamowania pozwala dodatkowo zaoszczędzić 30% energii.
Wyliczono, że przez rok użytkowania Tindo ograniczy się emisję 70 ton CO
2
do atmosfery i
oszczędzi się 14 tys. litrów ON
7
.
Reasumując, w pojazdach napędzanych energią elektryczną można doszukiwać się
ogromnego potencjału. Mogą stać się najbardziej ekologicznymi miejskimi środkami
transportu, ale tylko wtedy, kiedy energia elektryczna będzie produkowana ze źródeł
odnawialnych.
3.
Pojazdy hybrydowe
Charakterystyczną cechą zmotoryzowanego poruszania się po mieście jest ciągłe
przyśpieszanie, zwalnianie, hamowanie, ruszanie. Podczas tych zmiennych prędkości
zapotrzebowanie mocy jest znacznie większe, ponieważ musi ona wystarczyć na pokonanie
oporów ruchu, a także na zwiększenie energii kinetycznej poruszającego się środka
transportu. Napęd hybrydowy, czyli połączenie dwóch rodzajów napędu, przynosi doskonałe
efekty ekologiczne przy zastosowaniu go w środkach komunikacji miejskiej. Najczęściej
spotykaną hybrydą jest wykorzystanie silnika spalinowego i elektrycznego, które daje
możliwość odzyskania energii traconej podczas hamowania autobusu. Jest ona zamieniana na
energię elektryczną i magazynowana w dodatkowych akumulatorach, które mogą być
doładowywane w trakcie jazdy. Zazwyczaj tak zgromadzoną energię wykorzystuje się m.in.
podczas ruszania i przyśpieszania, czyli wówczas, gdy pojazd potrzebuje więcej mocy
napędowej. Bezpośrednio wpływa to na obniżenie zużycia paliwa oraz pozwala na mniejszą
emisję CO
2
i innych substancji szkodliwych. Szacuje się, że odzysk energii z hamowania i jej
ponowne użycie podczas ruszania czy przyśpieszania ogranicza zużycie paliwa w mieście
7
Tindo The World’s First Solar Electric Bus. The Adelaide City Council,
http://www.adelaidecitycouncil.
com/assets/acc/Environment/energy/docs/tindo_fact_sheet.pdf, 18.10.2013 r.
Logistyka - nauka
Logistyka 6/2013
871
do ok. 30%
8
. Autobusy hybrydowe stanowią 30% floty w nowojorskiej komunikacji, także
w Niemczech i wielu innych europejskich metropoliach są ważnym elementem systemów
komunikacyjnych. Mało spotykanym rozwiązaniem jest napędzanie pojazdów sprężonym
gazem ziemnym (CNG) i energią zgromadzoną w dodatkowych silnikach. Takie innowacyjne
autobusy można spotkać na ulicach Barcelony. Zostały już poddane badaniom pod kątem
oszczędności gazu ziemnego, która wynosi ok. 30%. Tradycyjne autobusy z napędem CNG są
uznawane za ekologiczne, bo emitują prawie 90% mniej tlenku azotu w porównaniu do
tradycyjnych napędów
9
. Jeżeli jeszcze wzbogaci się je o napęd elektryczny mogą one stać się
jednymi z czystych środków w komunikacji miejskiej.
4.
Pojazdy napędzane gazem
W dyrektywach Unii Europejskiej dużo miejsca poświęca się wykorzystaniu paliw
alternatywnych. Do roku 2020 r. ma ono wynosić
10
:
•
CNG – 10%,
•
biopaliwa – 8%,
•
wodór – 5%.
Producenci środków transportu publicznego starają się sprostać tym wymaganiom,
wprowadzając gaz ziemny jako paliwo alternatywne dla oleju napędowego. W dużej mierze
przyczynia się to do obniżenia emisji zanieczyszczeń gazowych i zmniejsza ryzyko powstania
efektu cieplarnianego. Suma substancji szkodliwych emitowanych przez silnik zasilany ON
jest trzykrotnie wyższa niż podczas eksploatacji pojazdu zasilanego gazem ziemnym
(NGV)
11
. Istnieją dwa mechanizmy wykorzystania gazu ziemnego: w postaci skroplonej
(LNG) i w postaci sprężonej (CNG). Oba rozwiązania przynoszą doskonałe efekty
ekologiczne: kilkukrotne zmniejszenie ilości toksycznych substancji oraz obniżenie poziomu
głośności silnika o ok. 3-4 dB. Potwierdza to fakt spełniania przez autobusy CNG i LNG
aktualnie najsurowszej normy emisji spalin EEV (Enhanced Environmental Friendly
Vehicles), a nawet w niektórych przypadkach jeszcze niższych wskaźników emisyjnych (np.
MAN CNG, Iveco Irisbus CNG). Aglomeracją, która posiada dobre doświadczenia związane
z zastosowaniem paliw alternatywnych jest hiszpańska Walencja. Od 2009 roku wszystkie
8
M. Fice, T. Glinka, R. Setlak, Hybrydowy napęd pojazdu miejskiego, „Zeszyty Problemowe Maszyny
Elektryczne” 2006, nr 75 s. 98.
9
CNG-Hybrid Bus First on Barcelona Streets, More to Follow, http://www.ngvglobal.com/cng-hybrid-bus-first-
on-barcelona-streets-more-to-follow-0126, 16.10.2013 r.
10
Dyrektywa Parlamentu Europejskiego 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania
stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz
2003/30/WE.
11
G. Budzik, Zasilanie silników autobusów komunikacji miejskiej sprężonym gazem ziemnym, Oficyna
Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2006, s. 21.
Logistyka - nauka
Logistyka 6/2013
872
pojazdy komunikacji miejskiej tam są napędzane sprężonym gazem ziemnym i biodieslem.
Szacuje się, że do roku 2011 ograniczyło to emisję CO
2
o 200 tysięcy ton
12
.
Ekologiczne autobusy są również zasilane etanolem. Posiadają one silnik spalinowy
przystosowany do spalania etanolu. W Sztokholmie zrobiono testy porównujące
wykorzystanie autobusów zasilanych metanolem z konwencjonalnym silnikiem diesla i
uzyskano znaczące korzyści środowiskowe, m.in. niższą emisję tlenków azotu, tlenków
węgla, węglowodorów i pyłów, a nawet redukcję emisji CO
2
pochodzącego ze źródeł
kopalnych o 90%
13
. Dodatkowym aspektem ekologicznym jest możliwość przystosowania
wszystkich wyżej wymienionych autobusów do napędzania biogazem. Może on pochodzić z
różnych źródeł. W szwedzkim Linköping wykorzystuje się do tego celu odpady komunalne.
Pozwoliło to na redukcję emisji tlenku azotu o 1,2 tony oraz dwutlenku węgla o 90 ton w
ciągu roku
14
.
Innym rozwiązaniem, znanym już od lat 80. ubiegłego wieku, ale obecnie stosowanym
na szerszą skalę, jest wykorzystanie wodoru jako paliwa do środków komunikacji miejskiej.
Autobusy zasilane wodorem nie emitują zanieczyszczeń podczas postoju w korkach, które
wpisują się na stałe w krajobraz miast, co powoduje zmniejszenie wydzielania gazów
cieplarnianych. Ponadto spełniają one dopuszczalne poziomy emisji w wydzielaniu cząstek
stałych określonych w normach środowiskowych. To paliwo alternatywne zostało docenione
przez londyńskich organizatorów komunikacji publicznej. Obecnie na ulicach stolicy Wielkiej
Brytanii można spotkać osiem takich pojazdów, które stanowią jedną z największych
europejskich flot pojazdów tego typu
.
Ponadto, między innymi dla nich, została stworzona
pierwsza stacja paliwa wodorowego.
Podsumowanie
Duże aglomeracje miejskie przede wszystkim kojarzą się z zapachem spalin,
unoszącym się smogiem czy uciążliwym hałasem. Ogromny wpływ na takie postrzeganie
miast ma szeroko pojęty transport. Rozwiązaniem, które może wpłynąć na polepszenie
jakości powietrza jest wykorzystanie „zielonych” pojazdów w komunikacji miejskiej. Nowe
technologie transportu, a także innowacyjne rozwiązania zastosowane w już istniejących
pojazdach, mogą przyczynić się nie tylko do ochrony środowiska, ale także poprawy stanu
zdrowia mieszkańców, którzy coraz częściej odczuwają negatywne skutki transportu. Pojazdy
12
Raport dotyczący funkcjonowania przedsiębiorstwa Memoria 2011 EMT Valencia http://www.emtvalencia.es/
ciudadano/images/stories/pdf/Publicaciones/Memorias/memoria2011_baja.pdf, 18.10.2013 r.
13
Ponad 400 autobusów na etanol w Sztokholmie (Szwecja), The Urban Nobility Portal, www.eltis.org,
17.10.2013 r.
14
M. Ekelund, Biogaz, biopaliwo, Linköping, Szwecja, Energie-Cities, 2003.
Logistyka - nauka
Logistyka 6/2013
873
powinny spełniać najwyższe normy ekologiczne, a tym samym ograniczać emisję
szkodliwych substancji, w tym gazów cieplarnianych. Doświadczenia wielu miast, nie tylko
europejskich, pokazują, że pojazdy zasilane energią, gazem czy też posiadające napęd
hybrydowy są doskonałym odpowiednikiem wymagań ekologicznych. Ważne są również
kwestie ograniczenia hałasu, które cechują każdy z wyżej wymienionych pojazdów. Okazuje
się jednak, że „zielone” środki transportu będzie można wprowadzić do miast tylko wtedy,
gdy na ich zakup i stworzenie służącej im infrastruktury będą przeznaczane dodatkowe środki
finansowe.
„Green vehicles” in public transport
Summary
A phenomenon that is increasingly affecting large cities on Western and Central Europe, is
the expansion of the population from the city on the suburban and rural areas. As a result,
metropolitan areas for several years experiencing population decline. This is due to a desire to
escape from the hustle and bustle, noise and pollution. Modern cities wanting to stop this
process should create a good environment for living, economic development and new
investment. One of the solutions that can help improve the quality of life is the effective
action for sustainable development. It becomes necessary to seek action programs seeking to
eliminate or reduce harmful effects on the environment. The aim of the article is to present
examples of "green" public transport that contribute to enhancing the competitiveness and
create a positive image of the city that cares about the health of their citizens and the
environment.
Literatura
1.
Backhaus W., Extension of the trolleybus system to the surroundings, 2012,
www.etis.com
2.
Budzik G., Zasilanie silników autobusów komunikacji miejskiej sprężonym gazem
ziemnym, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2006
3.
Czerny M., Globalizacja a rozwój, PWN, Warszawa 2005
4.
CNG-Hybrid
Bus
First
on
Barcelona
Streets,
More
to
Follow,
http://www.ngvglobal.com/cng-hybrid-bus-first-on-barcelona-streets-more-to-follow
0126
5.
Dyrektywa Parlamentu Europejskiego 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w
sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w
następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE
Logistyka - nauka
Logistyka 6/2013
874
6.
Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/33/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r.
w sprawie promowania ekologicznie czystych pojazdów w transporcie drogowym
7.
Elektromobliność, red. S.Wójtowicz, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, Warszawa
2011
8.
Ekelund M., Biogaz, biopaliwo, Linköping, Szwecja, Energie-Cities, 2003
9.
Fice M., Glinka T., Setlak R., Hybrydowy napęd pojazdu miejskiego, „Zeszyty
Problemowe Maszyny Elektryczne” 2006, nr 75
10.
Ponad 400 autobusów na etanol w Sztokholmie (Szwecja), The Urban Nobility Portal,
www.eltis.org
11.
Raport dotyczący funkcjonowania przedsiębiorstwa Memoria 2011 EMT Valencia
http://www.emtvalencia.es/ciudadano/images/stories/pdf/Publicaciones/Memorias/me
moria2011_baja.pdf
12.
Tindo The World’s First Solar Electric Bus. The Adelaide City Council,
www.adelaidecitycouncil.com/assets/acc/Environment/energy/docs/tindo_fact_sheet.pdf
13.
Trolleybus a Smart Urban Transit System - ulotka informacyjna międzynarodowej
inicjatywy promującej komunikację trolejbusową „Trolleymotion”
14.
Zielona Księga „W kierunku nowej kultury mobilności w mieście”, Komisja Wspólnot
Europejskich, Bruksela 2007