Autobusy hybrydowe w Polsce

W napędzie hybrydowym energia służąca do zasilania pojazdu pochodzi z dwóch źródeł. Jednym z nich jest silnik spalinowy, a drugi to silnik elektryczny. Silnik spalinowy jest mniejszy niż w typowym rozwiązaniu i pracuje przy najdogodniejszej prędkości obrotowej. Silnik elektryczny ułatwia ruszanie pojazdu i pozwala na odzysk i ponowne wykorzystanie energii hamowania. 

Istnieją dwa podstawowe układy hybrydowe. W jednym silnik spalinowy pracuje jako generator, napędzając prądnicę, która zasila silnik elektryczny, połączony z kołami. Jest to szeregowy układ hybrydowy. W drugim rozwiązaniu, silnik spalinowy i elektryczny pracują wspólnie i za pomocą przekładni sumujących napędzają koła. Taki układ to równoległy układ hybrydowy.

Rozwiązania z napędem spalinowo-elektrycznym nie są nową koncepcją. Pierwszy szerzej znany przypadek autobusu z napędem spalinowo-elektrycznym to amerykański Yellow Coach TDE-4001 z 1942 roku, w którym silnik Detroit Diesel 6-71 napędzał generator zasilający silnik trakcyjny. Autobus ten należał do bardzo popularnej w Stanach Zjednoczonych generacji nazwanej później Old Look, której produkcję kontynuowało General Motors (GM). GM sprzedał też licencję na autobus z tym rodzajem napędu do ZSRR, gdzie przez kilka lat był on produkowany w Zakładach imienia Stalina z oznaczeniem ZIS-154. Wówczas jednak tradycyjne rozwiązanie okazało się bardziej korzystne.

W 1969 roku swój autobus hybrydowy zaprezentował Mercedes-Benz. Autobus posiadał silnik spalinowy o mocy 65 KM jak i elektryczny o mocy 205 KM, uzupełniony o zestaw baterii o masie 3,5 tony. Pojazd pozostał jednak prototypem eksperymentalnym, a do popularności napędów hybrydowych nadal była długa droga. Następne dziesięciolecia przynosiły kolejne prototypy, jednakże pierwszym seryjnie produkowanym modelem z napędem hybrydowym był midibus Mercedes O520 Cito, którego zaprezentowano w 1999 roku i produkowano do 2003 roku.

Mercedes O520 Cito zbudowany był jako specjalnej konstrukcji midibus. Napęd i wszystkie jego komponenty zgrupowano nad osią tylną. Przestrzeń pasażerska kończyła się tuż przed tylną osią, a zwis tylny był minimalnej długości. W rezultacie, uzyskano płaską podłogę w przestrzeni pasażerskiej. Takie umiejscowienie osi tylnej sprawiało jednak, iż zwrotność pojazdu była bardzo niekorzystna w porównaniu z jego długością. Nadwozie zostało wykonane z profili aluminiowych. Źródłem napędu był 4-cylindrowy silnik spalinowy OM904LA (taki sam jak w dostawczym Mercedesie Vario), który napędzał trójfazową, synchroniczną prądnicę. Energia elektryczna z prądnicy była kierowana do asynchronicznego, trójfazowego silnika Siemens 1PV 5138-4WS24-Z, W11 o mocy ciągłej 85 kW. Pojazd miał być docelowo dostosowany do zasilania z ogniw paliwowych. W praktyce jednak, autobus nie osiągał zakładanych oszczędności paliwa, charakteryzując się zużyciem paliwa rzędu 32 l/100 km, czyli takim jak w Mercedesie O405N. Dodatkowo, zespół napędowy wymagał bardzo dużych nakładów na utrzymanie, jak i dużego zaangażowania elektryków. W rezultacie, produkcja modelu została szybko zakończona, a autobusy wkrótce pojawiły się na rynku wtórnym, z niewielkimi przebiegami i bardzo niewielkim wiekiem. W rezultacie, Mercedesy Cito trafiły do licznych polskich przedsiębiorstw, głównie niewielkich, zainteresowanych niedrogimi i stosunkowo nowymi midibusami. Model ten obecnie w liczbie około 35 sztuk jest najpopularniejszym w Polsce autobusem hybrydowym. Pierwszy Cito trafił do Polski prawdopodobnie do PKS Zakopane i był wówczas zaledwie 2-letnim autobusem. Kolejne, również kilkuletnie autobusy, trafiły do prywatnego przewoźnika z Białej Podlaskiej i V-Busa z Żor. Największym użytkownikiem autobusów tego typu jest obecnie MPK Tarnów, które zakupiło w 2008 roku 12 sztuk Cito. Tym samym, przedsiębiorstwo to jest największym użytkownikiem autobusów hybrydowych w Polsce. Użytkowników modelu Cito zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Używane autobusy hybrydowe w Polsce.

 

W okresie po 2000 roku technika napędów hybrydowych uległa rozwinięciu i nastąpiły pierwsze znaczące wdrożenia autobusów hybrydowych. Pionierem zostały Stany Zjednoczone. W Nowym Jorku w latach 2002-2009 zakupiono 1700 hybrydowych autobusów z układem BAE Systems. Europejscy producenci, po nieudanym wdrożeniu Mercedesa Cito, w świetle rosnących cen paliw w drugiej połowie pierwszego 10-lecia XXI-wieku, opracowali liczne konstrukcje autobusów z napędem hybrydowym. W porównaniu do Cito, obecne konstrukcje posiadają istotną zaletę –energia hamowania jest odzyskiwana i przechowywana w bateriach akumulatorów. Dodatkowo, wielu producentów wykonuje pojazdy z równoległym układem hybrydowym, gdzie silnik elektryczny jedynie wspomaga spalinowy. Dzięki temu, możliwe jest uzyskanie oszczędności w zużyciu paliwa –teoretycznie do 30% w porównaniu z czysto spalinowym napędem, co jednak zależy w istotnym stopniu od profilu trasy i liczby zatrzymań.

Obecnie autobusy hybrydowe produkują: VDL, Irisbus, MAN, Mercedes-Benz, Solaris, Volvo.

Szybko rozwijający się Solaris opracował w 2006 swój pierwszy autobus hybrydowy, jakim był przegubowy Urbino 18 Hybrid z układem Allison. W kolejnych latach opracowano autobus z drugą generacją systemu Allison, a także z układami firm Kiepe i Voith. Opracowano też autobus solowy z układem hybrydowym Eaton.

W Polsce klientów znalazł model Urbino 18 Hybrid. Celem wypróbowania w regularnej eksploatacji pierwszy autobus hybrydowy zakupiło MPK Poznań w roku 2008. Następny hybrydowy Solaris trafił do Sosnowca, a największa jak dotąd dostawa to 4 Urbino 18 Hybrid z 2011 roku dostarczone dla MZA Warszawa w ramach zamówienia na 168 autobusów. Cena autobusu hybrydowego jest o 1/3 większa niż tradycyjnego przegubowca, co jest barierą przed szerszym zastosowaniem takich pojazdów, tym bardziej, iż w Polsce zakup taki nie wiąże się z żadnym specjalnym dofinansowaniem ze środków państwowych. Dodatkowo, autobus hybrydowy wymaga zatrudnienia elektryków z uprawnieniami do 1kV, ze względu na zainstalowanie aparatury pracującej w zakresie wyższych napięć. W wypadku warszawskich Urbino 18 Hybrid, założone oszczędności występują tylko na niektórych liniach komunikacyjnych. Na niektórych trasach spalanie autobusu hybrydowego jest identyczne jak dieslowskiego odpowiednika. Różnica w spalaniu zależy w istotnym stopniu od liczby zatrzymań i rozruchów.

Tabela 2. Fabrycznie nowe autobusy hybrydowe w Polsce.

 

Solaris Urbino 18 Hybrid i Mercedes O520 Cito to obecnie jedyne autobusy hybrydowe w Polsce.