Barselona pretvara vozove metroa u elektrane

Koristeći tehnologiju sličnu regenerativnom kočenju koja se koristi u hibridnim i električnim vozilima, vozovi kojima su se vozili generisali su deo energije koja napaja punjače za električna vozila na obližnjem parkingu, osvetljenje stanice i pokretne stepenice koje ih vode do perona.

Svaki put kada se voz zaustavi, energija generisana trenjem pretvara se u struju, koja se kroz invertore distribuira širom metro sistema. Trećina te energije napaja vozove, dok ostatak snabdeva stanične sadržaje i sve veći broj punjača za električna vozila.

Brzi punjač ispred stanice Bellvitge je jedan od četiri "električne benzinske stanice" - ili electrolineras na španskom - postavljene u julu. Glavni gradski prevoznik, Transports Metropolitans de Barcelona (TMB), planira da doda još tri kako se projekat MetroCHARGE širi. "Pokušavamo da iskoristimo energiju koja već postoji u metro sistemu i upotrebimo višak za napajanje punjača za električna vozila na ulici," rekao je Mark Iglesijas, šef održive mobilnosti u Àrea Metropolitana de Barcelona, regionalnoj agenciji koja radi sa TMB-om na projektu.

Smanjenje emisije CO2

Svake godine stanovnici i turisti ostvare 440 miliona vožnji u metro sistemu Barselone, koji uključuje 165 stanica povezanih sa 125 kilometara pruge. Agencija za prevoz do sada je instalirala tri invertora, a u planu je još 13. Kada svi budu postavljeni do kraja septembra, očekuje se da će regenerativno kočenje obezbediti 41 odsto energije potrebne za napajanje vozova, što je obnovljivi izvor energije koji će smanjiti emisiju CO2 za oko 3.885 metričkih tona godišnje.

Iako mnogi gradovi, uključujući Beč, Filadelfiju i Sao Paulo, koriste regenerativno kočenje u određenoj meri, Barselona je među retkima koji ga koriste tako opsežno, i prva koja ga koristi za infrastrukturu za punjenje električnih vozila. Korišćenje energije koja bi inače bila izgubljena u vidu toplote pri usporavanju voza može značajno smanjiti potrošnju energije u sistemu javnog prevoza. (Dodatni napori, poput optimizacije postavki za poluautonomne vozove u Barseloni i korišćenja veštačke inteligencije za optimizaciju ventilacije u svakom vagonu, dodatno su smanjili energetske potrebe za dvocifrene procente.)

Elektrifikacija transporta pretekla obnovljive izvore

Sa usvajanjem MetroCHARGE projekta, 33 odsto energije koju koriste vozovi dolazi iz regenerativnog kočenja, što je dovoljno da napaja 25 metro stanica, rekao je Đordi Pikas, koji vodi projekat i direktor je metro sistema u TMB-u. U metro sistemima koji ne koriste regenerativno kočenje, „postoji toliko energije koja se ne koristi, a ne samo da se gubi, već se i generiše toplota koja se širi kroz tunele i povećava temperaturu,“ rekao je. Od implementacije regenerativnog kočenja, temperatura u barselonskom metro sistemu smanjena je za 1,8 stepeni Farenhajta.

Prošle godine, elektrifikacija transporta je pretekla obnovljive izvore energije kao najveća kategorija investicija u energetskoj tranziciji, sa oko 634 milijarde dolara globalno. Iako je implementacija MetroCHARGE projekta koštala oko 8,6 miliona dolara (7,8 miliona evra), TMB očekuje da će se taj iznos povratiti u roku od četiri do pet godina kroz uštede energije i prihode od punjača, gde vozači plaćaju oko 33 centa po kilovat-satu.

Metro sistemi širom sveta već imaju električnu infrastrukturu potrebnu za usvajanje ovog pristupa, ali ne koriste svi vozove opremljene regenerativnim kočenjem — a njegova naknadna instalacija je skupa, rekao je Pikas. Svi barselonski vozovi koriste ovu tehnologiju od 1980-ih. S obzirom na to da jedan voz košta oko 6,6 miliona dolara i ima prosečan vek trajanja od 35 do 45 godina, važno je da operateri javnog prevoza uključe ovu tehnologiju u planiranje na srednji i dugi rok, rekao je.

Najveći izazov bio je postizanje dogovora

Postoje i drugi izazovi osim troškova, kao što je pronalaženje optimalnih mesta za invertore i punjače u gusto naseljenim gradskim područjima.

„Najveći izazov bio je postizanje dogovora sa raznim gradskim opštinama kako bismo dobili pristup javnim površinama za postavljanje punjača,“ rekao je Pikas.

Drugi gradovi pokazali su interes za repliciranje MetroCHARGE projekta, a TMB je nedavno ugostio delegaciju iz Nju Delhija. Takođe su podelili informacije sa zvaničnicima iz Beča i međunarodnim konzorcijumom od 45 sistema javnog prevoza zvanim The Community of Metros Benchmarking Group. Gradovi poput Njujorka — koji ima peti najveći metro sistem na svetu, sa 472 stanice i 1.070 kilometara pruge — mogli bi ostvariti značajne uštede energije kroz regenerativno kočenje zbog same veličine mreže metroa, rekao je Ahmed Mohamed, direktor postdiplomskih studija na Odeljenju za elektrotehniku na City Collegeu u Njujorku.

U studiji iz 2018. godine, Mohamed i njegov tim su otkrili da bi Metropolitan Transit Authority (MTA), koji upravlja njujorškim metroom, mogao da smanji potrošnju energije za 35 odsto ako bi usvojio sistem regenerativnog kočenja u celom sistemu i koristio električnu energiju koju generiše za napajanje vozova i staničnih sadržaja. Do 2022. godine, samo polovina njujorških vozova koristi ovu tehnologiju, prema podacima New York State Energy Research and Development Authority, iako svi novi vozovi moraju biti opremljeni njome.

Međutim, „ne postoji nužno strateški plan za to kako bi mogli da se koriste za uštedu energije,“ rekao je Mohamed, dodajući da MTA preferira regenerativno kočenje jer zahteva manje održavanja u poređenju sa konvencionalnim kočnicama sa trenjem.

Jedna od glavnih prepreka implementaciji regenerativnog kočenja je nedostatak podataka koji pokazuju koliko bi se energije i novca moglo uštedeti njegovim usvajanjem, rekao je Mohamed.

„Kada niste sasvim sigurni u uštede, teško je napraviti analizu troškova i koristi, pa donošenje odluka nije lako,“ rekao je. „Važno je finansirati pilot projekte kako bi se dobili stvarni brojevi.“

Učenje iz projekata poput MetroCHARGE moglo bi pomoći drugim gradovima da shvate prednosti regenerativnog kočenja, rekao je Mohamed. Poboljšano modeliranje i podsticanje sistema javnog prevoza da dele detalje svojih sistema kako bi drugi mogli učiti iz njih takođe bi pomogli.

Drugi izazov je veliki broj zainteresovanih strana - uključujući tehnološke i elektrokompanije - što otežava određivanje ko bi trebalo da finansira projekat. „Ko upravlja projektom? Ko ga kontroliše? I koja je uloga različitih učesnika?“ rekao je Mohamed.

On bi voleo da vidi MTA kako preuzima vodeću ulogu u usvajanju ove energetski efikasne tehnologije kako bi vozovi koji pristižu u njihove stanice jednog dana mogli napajati automobile na prometnim njujorškim ulicama iznad.