Strona główna > Busmania > Wywiady > Komunikacja miejska przyszłości - Quo vadis?

Wywiady

Komunikacja miejska przyszłości - Quo vadis?

Komunikacja miejska przyszłości - Quo vadis?

01.02.2012Napęd spalinowy czy elektryczny? A może zupełnie inne paliwa? Metro, autobus, tramwaj, czy trolejbus? Jaki będzie transport publiczny za kilkadziesiąt lat? W którym kierunku pójdzie rozwój środków transportu pasażerskiego? O komunikacji miejskiej przyszłości rozmawiamy z Profesorem Jerzym Merkiszem.

O końcu paliw kopalnianych słyszymy od kilkudziesięciu lat. Czy rzeczywiście ten moment jest już blisko?

Kiedy kończyłem studia, a było to w latach 70., wówczas mówiło się, że światowe zasoby ropy naftowej wystarczą na 20-30 lat. Od tego momentu minęło już ponad 40 lat, a silniki spalinowe i światowe koncerny paliwowe nadal mają się świetnie. Dzisiaj mówi się o około 50 latach jako momencie granicznym, w którym zabraknie ropy naftowej. Są to jednak tylko szacunki. Wyliczenia daty wyczerpania światowych zasobów ropy naftowej pozostawmy innym. My pozostańmy raczej przy stwierdzeniu, że na pewno ten rodzaj paliwa kiedyś się skończy. I właśnie dlatego powinniśmy szukać innych rozwiązań. Na pewno wykorzystywanie w dzisiejszych czasach paliw ropopochodnych do innych celów niż transport uważam za marnotrawstwo. Paliwa naftowe powinniśmy wykorzystywać tylko i wyłącznie do przemieszczania się. Z kolei energia do ogrzewania lub dla przemysłu powinna być wytwarzana czy to z odnawialnych źródeł energii (wiatr, woda), czy też w elektrowniach atomowych. Dzisiaj, w świetle katastrofy w Japonii, energia atomowa traci na popularności, ale to najbardziej efektywny sposób wytwarzania energii elektrycznej i przy zachowaniu odpowiednich procedur niezwykle bezpieczny.

Czyli w najbliższej przyszłości niewiele się zmieni na rynku pojazdów komunikacji miejskiej?

Wręcz przeciwnie. Najbliższe lata przyniosą nam ogromne zmiany. Pytanie tylko, w którym kierunku one powinny pójść? W ciągu ostatnich kilku lat niezwykle popularny stał się pochodzący z języka angielskiego termin sustainable development - który tłumaczony jest jako zrównoważony rozwój. Można to interpretować na wiele sposobów. Mój jest taki, że powinniśmy w sposób zrównoważony i możliwie optymalny rozwijać wszystkie obecnie nam znane środki transportu. W praktyce oznacza to zarówno autobus, jak i metro, kolej, tramwaj czy trolejbus. Na wszystkich tych polach jest ogromny potencjał do dalszego rozwoju. Spójrzmy chociażby na to, co udało się zrobić w zakresie silników spalinowych w ostatnich kilkudziesięciu latach. Dla przykładu: od początku lat 50. do chwili obecnej średnia emisja tlenków azotu przez silniki spalinowe została zredukowana aż 180-krotnie! Z kolei od momentu wprowadzenia na początku lat 90. norm dotyczących emisji spalin do dzisiaj emisja składników toksycznych zmniejszyła się aż o 99 proc. Jeszcze łatwiej nam sobie wyobrazić, jaki postęp dokonał się na tym polu, jeśli przypomnimy sobie, jak jeszcze kilkanaście lat temu wyglądała jazda za autobusem czy samochodem ciężarowym. Chmura czarnego dymu ograniczała nam widoczność i możliwość oddychania. Dzisiaj to, co wydobywa się z układu wylotowego, nie jest zauważalne dla oka ani wyczuwalne dla nosa. Oczywiście coraz trudniej osiągnąć dalszy rozwój w tym obszarze, ale jest on możliwy. Dotyczy to zarówno samej budowy silnika, jak i zwiększania jego efektywności i zmniejszania zapotrzebowania na paliwo. Innym elementem transportu, który można znacznie poprawić, jest organizacja ruchu ulicznego w miastach. Coraz częściej powstają specjalnie wydzielone bus pasy czy też pasy w ramach systemu Bus Rapid Transit (BRT), przystosowane do kursowania specjalnych pojazdów. Mamy też idee miejskich autostrad czy zieloną falę. Tylko dzięki płynnej jeździe w mieście można redukować zużycie paliwa nawet o 30 proc. W skali światowej daje to ogromne oszczędności.

Cały czas mówimy o pojazdach z napędem spalinowym, a co z pojazdami napędzanymi elektrycznie?

Pojazdy z napędem spalinowym wciąż są dominujące w naszym świecie i jeszcze długo będą. Niewątpliwie jednak pojazdy napędzane elektrycznie to kolejny segment, który powinniśmy rozwijać w ramach pojęcia zrównoważonego rozwoju. Mamy tutaj doskonale znane już od blisko 100 lat tramwaje czy trolejbusy. Coraz częściej jednak mówimy o samochodzie elektrycznym. Wreszcie jesienią tego roku Solaris zaprezentował pierwszy w Polsce autobus z napędem elektrycznym. Korzyści płynące ze stosowania napędu elektrycznego są oczywiste: długa żywotność silników trakcyjnych i ich wysoka sprawność, maksymalny moment obrotowy już od chwili ruszenia czy też na przykład możliwość odzysku energii podczas hamowania. Ponadto brak emisji w miejscu użytkowania pojazdu i mniejszy hałas. Z drugiej strony największym mankamentem pojazdów elektrycznych jest sposób ich zasilania W przypadku kolei, tramwaju czy trolejbusu mamy trakcję. Problem ten staje się kluczowy przy samochodach czy autobusach. I tutaj dochodzimy do największego wyzwania, jakie stoi przed konstruktorami tego typu pojazdów - magazynowania energii. W chwili obecnej mamy dwie możliwości: superkondensatory, które ładują się bardzo szybko, ale też bardzo szybko tracą energię, i baterie, które potrafią magazynować znacznie większe ilości energii, ale potrzebują dłuższego czasu ładowania. Wreszcie, aby zakumulować odpowiednią ilość energii, baterie muszą mieć określoną masę. Dla porównania przy obecnej technologii, aby baterie zgromadziły tyle samo energii co 40-kilogramowy zbiornik z tradycyjnym paliwem, musiałyby mieć masę ponad 500 kg. Poza tym są znacznie bardziej wrażliwe na temperaturę. W temperaturach ujemnych ich żywotność drastycznie spada. Przy założeniu, że autobus komunikacji miejskiej powinien pokonywać na jednym ładowaniu około 350 km, wówczas takie baterie musiałyby ważyć 2-2,5 tony. To oznacza, że na pokład takiego pojazdu można zabrać znacznie mniejszą liczbę pasażerów. Oczywiście możemy szukać równoważenia tej masy poprzez redukcję masy pojazdu w innych elementach. Niewątpliwie istotną kwestią ograniczającą popularyzację pojazdów z napędem elektrycznym jest cena technologii i jej ograniczona dostępność. Nie chcę oczywiście powiedzieć, że przed pojazdami elektrycznymi nie ma przyszłości. Chcę raczej pokazać, jak wiele problemów jest jeszcze do rozwiązania. Ale wracając do przykładu Solarisa, w ubiegłym roku byłem na prezentacji Krzysztofa Olszewskiego, który przedstawiał założenia koncepcyjne autobusu elektrycznego. Wówczas powiedział: "pozwólcie nam marzyć!". To jest wspaniałe i tak powinno się podchodzić do tego problemu. Trzeba mieć marzenia. Bez tego nie ma postępu. Dzisiaj Solaris prezentuje prototyp autobusu elektrycznego, a za kilka miesięcy, lat? Kto wie? Może już nikt nie będzie zastanawiać się nad słusznością takiego rozwiązania. Póki co optymalnym pojazdem w tym względzie wydaje się być hybryda szeregowa. Zresztą taką Solaris ma także w swojej ofercie. Pojazd ten może jeździć w trybie elektrycznym, ale zawsze ma też do dyspozycji niewielki agregat spalinowy, który w krytycznym momencie może wspomagać silnik elektryczny. To oczywiście moja subiektywna ocena obecnej sytuacji. Za kilka lat rozwój pojazdów elektrycznych może pokazać, że nie miałem racji.

A gdyby Pan Profesor też nie bał się marzyć i miał powiedzieć, jak wyobraża sobie idealną komunikację miejską za kilkanaście lat?

Zakładając, że moje marzenia są oderwane od rzeczywistości ekonomicznej, to w idealnym mieście powinno być metro, najlepiej bezzałogowe, ale byłoby w nim także miejsce dla tramwajów i autobusów, zarówno tych elektrycznych, jak i hybrydowych. Poruszałyby się z pewnością na wydzielonych pasach, zużywając znikome ilości tradycyjnego paliwa. Stacje ładowania dla pojazdów elektrycznych byłyby równie popularne jak dzisiaj stacje benzynowe. Mam nadzieję, że to nie tylko marzenia, ale możliwa do zrealizowania wizja przyszłości. Pozostaje tylko pytanie, nad czym wówczas będzie pracować Solaris? Nie wiem. Ale z pewnością jako instytut (Instytut Silników Spalinowych i Transportu - przyp. Solaris) z przyjemnością weźmiemy udział w tych badaniach, które jak zawsze są dużym wyzwaniem.

Dziękujemy za rozmowę.

 

 

Prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz, dr h.c. (ur. 1947 r.) jest absolwentem Politechniki Poznańskiej, z którą związał swą działalność zawodową i naukową:

  • dyplom mgra inżyniera mechanika w specjalności maszyny i urządzenia energetyczne z wynikiem bardzo dobrym otrzymał w 1971 r. na Wydziale Budowy Maszyn,
  • stopień doktora nauk technicznych uzyskał na Wydziale Maszyn Roboczych i Pojazdów w 1978 r., a pracę doktorską wyróżniono nagrodą Rektora,
  • habilitował się w 1992 r. w dyscyplinie budowa i eksploatacja maszyn w specjalności silniki spalinowe, za rozprawę habilitacyjną otrzymał indywidualną nagrodę Rektora,
  • w 1997 r. uzyskał tytuł naukowy profesora nauk technicznych,
  • w 2011 r. otrzymał doktorat honoris causa Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej.

Od roku 1993 pełni funkcję dyrektora Instytutu Silników Spalinowych i Transportu (dawniej Instytutu Silników Spalinowych i Podstaw Konstrukcji Maszyn). Aktualnie jest konsultantem naukowym w Instytucie Transportu Samochodowego w Warszawie, w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji w Warszawie i w Instytucie Pojazdów Szynowych TABOR w Poznaniu, a także wykładowcą w Wyższej Szkole Techniczno-Ekonomicznej w Szczecinie. Zajmuje się przede wszystkim problematyką konstrukcji i eksploatacji silników spalinowych, zwłaszcza w aspekcie ich oddziaływania na środowisko naturalne.

Opracował i rozwija oryginalną koncepcję i metodykę badań emisji związków szkodliwych przez pojazdy i inne środki transportu w rzeczywistych warunkach ich eksploatowania przy wykorzystaniu pokładowych systemów pomiarowych. Wśród wielu zrealizowanych projektów warto wymienić:

  • wdrożenie systemu OBD (on-board diagnostics) w Polsce oraz zwiększenie efektywności europejskiego systemu EOBD przez zbliżenie go do amerykańskiej normy OBD II,
  • autorstwo symulatorów uszkodzeń i koncepcja wykorzystania systemu EOBD do określenia drogi i profilu prędkości w badaniach floty pojazdów jako zamiennika systemu GPS,
  • kierowanie zespołem opracowującym konstrukcję niskoemisyjnego i energooszczędnego autobusu miejskiego z szeregowym napędem hybrydowym - wspólnie z firmą Solaris Bus & Coach, co zaowocowało nagrodą IV edycji konkursu Marszałka Województwa Wielkopolskiego "i-Wielkopolska - Innowacyjni dla Wielkopolski" oraz nagrodą Prezesa Krajowej Izby Gospodarczej w dziedzinie innowacji - "INNOVATICA".

Profesor Merkisz jest Prezesem Polskiego Towarzystwa Naukowego Silników Spalinowych, a także autorem 21 monografiii rozpraw, 20 książek i rozdziałów w książkach, 7 podręczników i skryptów akademickich, 50 zagranicznych artykułów naukowych i 300 krajowych oraz ponad 400 referatów prezentowanych na konferencjach w Polsce i za granicą.