شرکت زیمنس (Siemens) به تازگی از نمونه جدید پروژه «ای-هایوی (eHighway)» یا بزرگراه الکتریکی در ایالت هسن (Hesse) آلمان رونمایی کرد. هدف از این طرح کاهش آلودگی‌هوا و ترافیک تا بیشترین حد ممکن است. ایده اولیه بزرگراه الکتریکی به سال ۲۰۱۲ باز می‌گردد و زیمنس برای اجرای آن با برخی از شرکت‌های خودروسازی نظیر اسکانیا، ولوو و ماک همکاری داشته است. در این پروژه کامیون‌های باری در کنار موتور درون‌سوز خود از موتور الکتریکی نیز بهره می‌برند و همانند قطارهای برقی می‌توانند با برقراری اتصال به کابل‌هایی که در بالای جاده‌ها و با همین هدف نصب شده‌اند انرژی حرکتی خود را تامین کنند.

نسخه‌هایی از این فناوری، پیشتر در برخی از نقاط جهان مثل استکهلم در سوئد و کالیفرنیا در امریکا به صورت آزمایشی و با موفقیت اجرا شده است. اما این نخستین بار است که پروژه بزرگراه الکتریکی در داخل کشور آلمان و به صورت رسمی به بهره‌برداری می‌رسد. این پروژه در اتوبان A5 و مسیری به طول ۱۰ کیلومتر، در جنوب شهر فرانکفورت پیاده‌سازی شده و انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۲ در سایر شهرهای آلمان نیز به بهره‌برداری برسد. بزرگراه A5 یکی از پرترددترین مسیرهای کشور آلمان است. روزانه به طور متوسط ۱۳۰ هزار خودرو در این مسیر تردد می‌کنند، و از این تعداد حداقل ۱۰ درصد آن را کامیون‌های باری تشکیل می‌دهند.

ساختار فنی بزرگراه الکتریکی:

انرژی الکتریکی هم اکنون در این پروژه به صورت یک جریان مستقیم (DC) و با اختلاف پتانسیل ۶۷۰ ولت به خودرو منتقل می‌شود. با هدف جلوگیری از سوانح احتمالی سرعت حرکت خود برای اتصال به کابل‌های برق باید همواره کمتر از ۹۰ کیلومتر در ساعت باشد و در صورت گذشتن از این محدوده، اتصال به صورت خودکار قطع خواهد شد. برقراری ارتباط با شبکه می‌تواند به صورت دستی توسط راننده و یا کاملا اتوماتیک توسط خود سیستم انجام شود. این ارتباط به صورت فیزیکی با استفاده از یک پانتوگراف هوشمند انجام می‌شود که در سقف کابین راننده قرار می‌گیرد. از آنجاییکه کامیون‌های این پروژه دارای موتور هیبریدی هستند انرژی دریافت شده در یک باتری ذخیره می‌شود. این انرژی در سایر قسمت‌های مسیر که فاقد خطوط انتقال برق هستند نیز استفاده شود.

دستاوردهای بزرگراه الکتریکی:

کاهش آلودگی هوا

اتوبان‌های الکتریکی تاثیر چشمگیری بر حفظ محیط زیست و کاهش گازهای گلخانه‌ای خواهند داشت. زیمنس اعلام کرده است اگر تنها ۳۰% از کامیون‌های آلمانی با این طرح هماهنگ شوند، تولید گاز دی‌اکسیدکربن سالیانه بیش ۷.۰۰۰.۰۰۰ تن کاهش می‌یابد. کاهش ۸۰ درصدی این گاز تا سال ۲۰۵۰ یکی از اهداف دولت آلمان است و در این راستا سال ۲۰۳۰ آخرین مهلت فروش اتومبیل‌های بنزینی و دیزلی در آلمان خواهد بود.

کاهش ترافیک

طبق تحقیقات انجام شده توسط وزارت فدرال محیط زیست در آلمان، این طرح به دلیل ایجاد مسیر منظم و سرعت یکنواخت در جاده‌ها باعث منظم‌تر شدن ترافیک به ویژه هنگام حرکت خودروهای سنگین می‌شود. همچنین کاهش احتمال بروز سوانح رانندگی نیز یکی دیگر از دستاوردهای اتوبان‌های الکتریکی خواهد بود.

چالش‌های بزرگراه الکتریکی

یکی از چالش‌های پیش روی این طرح، هزینه بسیار بالای اجرای آن است. تغییر کامیون‌ها و ساخت شبکه کابلی در نمونه اجرا شده تاکنون بیش از ۷۷ میلیون یورو برای دولت آلمان هزینه داشته است. زیمنس اما مدعی است که استفاده از بزرگراه الکتریکی می‌تواند برای هر کامیون ۴۰ تنی در ۱۰۰.۰۰۰ کیلومتر، ۲۰.۰۰۰ یورو در سال صرفه‌جویی به همراه داشته باشد.

نمونه‌های اجراشده قبلی

سوئد – ۲۰۱۶

اولین نمونه از بزرگراه‌های الکتریکی با همکاری شرکت زیمنس آلمان و اسکانیا سوئد در سال ۲۰۱۶ و در شمال شهر استکهلم سوئد ساخته شد. بدین ترتیب سوئد توانست نخستین کشوری باشد که بزرگراه الکتریکی در آن به بهره‌برداری رسیده‌اند. در این پروژه دو کامیون هیبریدی با موتور دیزل، در مسیر ۲ کیلومتری از بزرگراه E16 به مدت دو سال مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از این پروژه زمینه‌ساز فعالیت‌های بعدی شرکت زیمنس در آمریکا و آلمان شد. بخش زیادی از بودجه ۱۴۰ میلیون دلاری پروژه بزرگراه الکتریکی سوئد توسط دولت این کشور، و باقی آن نیز توسط بخش خصوصی تامین شد. دولت سوئد متعهد شده است که تا سال ۲۰۳۰ به طورکامل مصرف سوخت‌های فسیلی را در این کشور به صفر برساند.

امریکا – ۲۰۱۷

در این آزمایش، شرکت زیمنس با همکاری سازمان مدیریت کیفیت هوای ساحل جنوبی آمریکا (SCAQMD)، ایده بزرگراه الکتریکی را با هدف به صفر رساندن آلودگی مربوط به تردد خودروهای سنگین اجرا نمود. در این پروژه، کابل‌های برق مخصوص در مسیری به طول ۱.۶ کیلومتر در شهر کارسون (Carson) ایالت کالیفرنیا نصب شدند. کارسون یک شهر ساحلی است که بین لس‌آنجلس و ساحل Long Beach قرار گرفته است، به همین دلیل مسیرهای ورودی و خروجی این شهر همواره شاهد تردد تعداد زیادی از کامیون‌های حمل‌بار هستند.

در آزمایش زیمنس، سه کامیون که وظیفه حمل بار کشتی‌ها را برعهده داشتند به پانتوگراف و تجهیزات لازم برای ارتباط با شبکه کابلی مجهز شدند. از این میان یک کامیون بصورت کامل الکتریکی بوده و با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری حرکت می‌کرد. کامیون دوم نیز از نوع الکتریکی با یک موتور هیبریدی و قابلیت استفاده از سوخت پاک گاز طبیعی بود. کامیون سوم در این آزمایش هم به صورت هیبریدی و دارای موتور دیزل بود. از آنجاییکه کامیون‌های باری سنگین، یکی از اصلی‌ترین منابع تولید آلودگی هوا در مناطق صنعتی بشمار می‌آیند، هدف از این آزمایش بررسی تاثیر استفاده از کامیون‌های باری برقی بر کاهش آلودگی‌های زیست محیطی بود. این پروژه تحقیقاتی از ماه مارچ سال ۲۰۱۴ آغاز شد و در ماه فوریه سال ۲۰۱۸ به پایان رسید. نتایج این آزمایش در ماه مارچ سال ۲۰۱۸ بصورت عمومی منتشر شد و از نشانی زیر قابل دسترسی می‌باشد.

http://www.cleanairactionplan.org/documents/siemens-scaqmd-catenary-port-truck-final-report-2018.pdf

پروژه e-Highway2050

ایده اصلی این پروژه تحقیقاتی، طراحی و ساخت یک شبکه حمل‌ونقل الکتریکی در اروپا است. e-Highway2050 توسط کمیسیون اتحادیه اروپا پشتیبانی می‌شود. زمان‌بندی اجرای این پروژه مربوط به سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۵۰ است. فاز تحقیقاتی آن نیز از سال ۲۰۱۲ آغاز شده و در سال ۲۰۱۵ به پایان رسیده است.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره پروژه e-Highway2050 می‌توانید به وب‌سایت زیر مراجعه نمایید:

http://www.e-highway2050.eu

جمع‌بندی نهایی

در این مطلب به بررسی « بزرگراه‌های الکتریکی» و عملکرد شرکت زیمنس آلمان به عنوان یکی پیشروترین مجموعه‌های فعال در این حوزه پرداختیم. زیمنس موفق شده است تاکنون نسخه‌هایی از بزرگراه الکتریکی را در سوئد و آمریکا، آلمان با موفقیت اجرا نماید. یکی از مهمترین دستاوردهای « بزرگراه الکتریکی» کاهش قابل توجه آلودگی ناشی از فعالیت موتورهای دیزلی و بنزینی است. اگرچه یکی از مهمترین چالش‌های توسعه بزرگراه‌های الکتریکی، تامین بودجه موردنیاز برای تجهیز کامیون‌ها و جاده‌ها است، اما انتظار می‌رود به دلیل افزایش اهمیت مسئله محیط زیست به ویژه در کشورهای اروپایی، به زودی شاهد ساخت بزرگراه‌های الکتریکی بیشتری در قاره سبز باشیم. فراموش نکنیم که دولت‌های اروپایی متعهد شده‌اند که سال ۲۰۳۰ آخرین زمان فروش خودروهای بنزینی و دیزلی در این کشورها خواهد بود.

منبع: siemens.com و new.siemens.com

نخستین بزرگراه الکتریکی در آلمان به بهره‌برداری رسید

بهره‌برداری از نخستین بزرگراه الکتریکی در آلمان

شرکت زیمنس اجراکننده نخستین بزرگراه الکتریکی در آلمان