טכנולוגיית קבלי העל של האוטובוסים החשמליים של דן

השבוע התבשרנו שדן חתמה על הסכם חדש עם המדינה, במסגרתו היא התחייבה גם לרכוש 100 אוטובוסים חשמליים.

זו נקודת פתיחה מצוינת לדיון בשאלה - מה קורה עם שוק האוטובוסים מונעי תחליפי הדלק בישראל?

עברו ארבע שנים מאז כתבתי על כך לאחרונה, בקצרה כתבתי שברור שאוטובוס מזהם יותר כי הוא גדול יותר אבל אם בודקים את רמת הזיהום פר נוסע, הרי שאוטובוס מזהם פחות מרכב פרטי - ואפילו באופן משמעותי.

אבל העיקרון לא מספיק, עמידה מאחורי אגזוז של אוטובוס לא נעימה בלשון המעטה ויש צורך לשפר יותר. כל האוטובוסים החדשים הנכנסים למדינת ישראל עומדים בתקן יורו 6 המחמיר, והצי הולך ונהיה צעיר יותר משנה לשנה, אבל נראה שהיכולת להפחית את הזיהום באוטובוסים מונעי סולר הגיעה לרף העליון.

בשנים שחלפו מאז יוני 2013 נעשו הרבה פיילוטים בארצנו, נבנו תשתיות ראשוניות והוסדרה הרגולציה הממשלתית בעבודה קשה של מנהלת תחליפי דלק במשרד האנרגיה. 2017 ו-2018 יהיו השנים שבהם העבודה הקשה תתחיל לשאת פירות. בפוסט זה אדבר על שלושה מישורים שבהם מתמקדת העשייה:

1. אוטובוסים מונעי גז טבעי

2. אוטובוסים מונעי חשמל "רגילים"

3. אוטובוסים מונעי חשמל בטכנולוגיית קבלי העל שאומצה על ידי דן.

ראשית מילת אזהרה - אני מבין קטן מאד בתחום הזה. לכן מראש אשתדל לא להיכנס לפינות טכניות שקשה לי להסביר.

1. אוטובוסים מונעי גז טבעי

מקור: מתן זילברשטיין:
פורום תחבורה ציבורית תפוז

הגז כבר נשאב מאסדות בלב ים ומועבר אל חופי ארצנו, תשתיות הגז היבשתיות עוד בחיתוליהן אך גם הן מוקמות לאיטן, חברת חשמל מפעילה כבר כמה תחנות כוח מבוססות גז טבעי וגם יש כמה עשרות מפעלים שעברו לגז טבעי. מה יותר הגיוני מלהסיע גם תחבורה בגז "שלנו"?

בראיה רחבה זהו אינטרס של המדינה. ככל שיהיה יותר שוק של גז בארץ, כך יפחתו הלחצים לייצא אותו לחו"ל. וכך גם יותר מהר המדינה תקבל תמלוגים וגם תקטין את התלות בנפט. האוטובוסים הציבוריים הם רק השלב הראשון בשביל להביא את בשורת הגז גם לאוטובוסים ומשאיות פרטיים וגם לרכבים פרטיים.

בתמונה משמאל תראו את אוטובוס הגז הטבעי של שא"מ (סולאריס אורבינו), עם ששת מיכלי הגז על גגו. בדרישה ייחודית לישראל של פיצול מיכל הגז למיכלים קטנים יותר להגברת הבטיחות. במהלך השנתיים הקרובות נתוודע לאוטובוסים כאלה גם עם לוגו של סופרבוס (גולדן דרגון), קווים, אגד ואולי עוד חברות. 

לטענת תומכי ההנעה בגז מדובר במוצר בטוח לשימוש, אפילו יותר מאוטובוסים עם מיכל דלק. וזאת מאחר שמדובר בגט"ד (גז טבעי דחוס) הנוטה להתפזר כלפי מעלה כשיש פגיעה במיכל בניגוד לגז הבישול המוכר (גפ"מ - גז פחמימני מעובה) שנוטה לשקוע למטה ומייצר סכנה רבה. כאמור אני לא מבין בזה, אבל אין ספק שעבור האזרח הפשוט המילה גז בפני עצמה די מלחיצה וצריך להתגבר על הרתיעה הזו.

מבחינה תפעולית אוטובוס גז הוא בדיוק כמו אוטובוס רגיל. הוא נוסע ונוסע עד שצריך לתדלק אותו מחדש ב"תחנת גז" שנראית כמעט בדיוק כמו תחנת דלק. כבר יש כזו פועלת באלון תבור ובקרוב גם תיחנך אחת ליד צריפין ואחריהן יגיעו עוד. אבל אוטובוס הגז מציג בעיה קלה - טווח הנסיעה שלו הוא בדיוק חצי מטווח הנסיעה של אוטובוס מונע סולר ועומד על כ-220 ק"מ בין "תיגזוז לתיגזוז" (המצאה שלי). האמת היא שלא נכון לבחון זאת בקילומטרים, כי לא דין נסיעה בפקק בעיר כנסיעה בלי פקק בכביש מהיר, אבל יותר נוח לי להתייחס לק"מ ולכן עם המומחים הסליחה.

זה אומר שאוטובוס מונע בגז מתאים אך ורק לקווים קצרים, כלומר בעיקר שירות עירוני, ושם אתם תראו אותו.

הגז הוא עדיין מנוע בעירה פנימית, הוא קצת פחות מזהם מהיורו 6, אבל עדיין לא מומלץ לשאוף את אדי האגזוז שלו. סביר שעבור הציבור הרחב שמשתמש בשירות לא יורגש שום הבדל. תוכלו לקרוא לו "יורו 7" אם תרצו. השימוש בו יגדל ככל שפריסת צינורות הגז ותחנות הדלק תתרחב. והמדינה משקיעה בכך המון מאמצים כך שדי בטוח שזה יקרה טיפין טיפין. אגב, המחיר של האוטובוס עצמו לא שונה בהרבה מהמחיר של אוטובוס מונע סולר. וכל העלויות האחרות גם דומות חוץ מעלות התשתית שנבנית כעת מאפס.

2. אוטובוסים מונעי חשמל "רגילים"

אף אוטובוס מונע בחשמל הוא עדיין לא "רגיל", אבל נאלצתי לעשות אבחנה בינו לבין האוטובוסים של דן שארחיב עליהם בסעיף 3. זהו הסוג הנפוץ ביותר בעולם של אוטובוסים חשמליים. מדובר באוטובוסים שנראים די רגיל, אבל עם בטריות ענקיות שמסוגלות להגיע לטווח של קצת מעל 200 ק"מ (כמו הגז, ונחות מהסולר). הם נוסעים ונוסעים לכאורה למשך יום שלם ואז מגיעים לחניון ומתחברים לשקע בקיר לטעינה של כמה שעות טובות. הם נמצאים בחדירה מהירה בעולם. לשם הדוגמה, העיר שנזן שבסין, עיר קטנה עם כ20 מליון תושבים ו-18 אלף אוטובוסים, החליטה שעד 2017 כל האוטובוסים  שלה יהיו מונעים בחשמל. (וגם המוניות, אבל זה סיפור אחר). ב-2015 היא קיבלה משלוח מחברת BYD הסינית של 2,000 אוטובוסים חשמליים במכה. BYD היא החברה הגדולה בעולם לייצור אוטובוסים בכלל ואוטובוסים חשמליים בפרט, והיא גם מייצרת את המצברים. זה מבטיח שבתוך זמן קצר שנזן תהיה בעלת האוויר הנקי ביותר מכל ערי סין.

האוטובוס החשמלי "הרגיל" של דן
כבר פועל כמה שנים בלי תקלות

יעילות הבטריות הולכת ומשתפרת משנה לשנה, אבל הבעיה העיקרית נשארה. אם אתה רוצה להגדיל את טווח הנסיעה אתה צריך יותר בטריות (או בטריות יותר כבדות), שהן גם המרכיב היקר ביותר באוטובוס. משקל רב גם מביא לצריכה מוגברת של חשמל שגומר את הבטריות מהר יותר. ונכון שהבטריות נטענות קצת כל בלימה, אבל זה רק "עוזר קצת" ולא ממש מגדיל את הטווח באופן משמעותי. כתוצאה מכך האוטובוסים החשמליים עולים פי 2. גם מבחינה סביבתית ייצור הבטריות והטיפול בבטריות ישנות שכוללות כל מיני מתכות כבדות מייצר כאב ראש סביבתי לא קטן. אתה אולי לא תנשום אויר מזוהם אבל אולי תשתה מים מזוהמים אם הבטריות הישנות לא יטופלו כהלכה. (אותה בעיה קיימת גם עם תחנות דלק וזיהום מי תהום כך שכנראה בתמונה הסביבתית הכוללת אוטובוס חשמלי זה בכל זאת שיפור, גם יש תוכנית כלל עולמית למיחזור מצברים שצוברת תאוצה).

מנגד אוטובוסים חשמליים דורשים פחות תחזוקה כי יש פחות חלקים נעים, והם ממש שקטים. ברחובות עמוסי אוטובוסים זה שיפור משמעותי להולך הרגל. ויש להם 0 זיהום מהאגזוז כי... אין אגזוז, שזה קריטי להולכי הרגל במדרכות העיר. את החשמל הם צורכים בשעות הלילה כשלמשק החשמל יש עודפים ולכן הם תורמים גם לניצול יעיל יותר של כל החשמל במדינה. ובכל מקרה המדינה מנסה לגוון גם את שוק החשמל מתחנות כוח כך שלא הכל יהיה מפחם מזהם. (חישבו על זה כך, חשמל המופק מגז טבעי בתחנות כוח הרבה יותר נקי מחשמל המופק מפחם, ואז, אם חשמל המופק מגז יניע את האוטובוסים החשמליים שלנו נצליח להפחית זיהום מהארובות במקביל לחיסול הזיהום לחלוטין מהאגזוזים, לדעתי זה אחלה).

לחברת דן יש אוטובוס אחד כתום כזה בניסוי כבר שלוש וחצי שנים. תוכלו לראות אותו בקו 279 לפעמים, ובדן טוענים שלפי החישובים שלהם, לאורך 12 שנה הוא יוצא זול יותר מאשר אוטובוס רגיל. כנראה גם באגד חיפה נראה  כמה אוטובוסים חשמליים כאלה עד סוף השנה, אבל בדן לא ראו איך הם מצליחים לחבר עשרות אוטובוסים כאלה לקיר בסוף כל יום פעילות. וגם שאלו את עצמם מה קורה אם הבטרייה נגמרת באמצע היום כי הנהג לחץ קצת יותר מדי על הדוושה? והחליטו ללכת על קונספט אחר עבור האוטובוסים הבאים שלהם.

3. אוטובוסים מונעי חשמל בטכנולוגיית קבלי העל שאומצה על ידי דן.

אם הבעיה העיקרית של האוטובוסים החשמליים היא הבטרייה הגדולה, אולי נשנה קונספט? כך חשבו בדן ובחנו פתרונות זמינים אחרים בשוק. הם מצאו את שיטת קבלי העל ועבדו עם חברת HIGER  הסינית על אפיון משלהם. חמישה אוטובוסים בצבע צהוב חרדל כבר עובדים בקו 4 וכנראה שלפי ההסכם עוד 100 בדרך. אבל מה זה?

האוטובוסים החשמליים החדשים של דן כוללים בטרייה קטנה מאד, כזו שמספיקה ל-25 ק"מ נסיעה בלבד. כך שלכאורה הם דורשים טעינה אחרי כל נסיעה. אורכו של קו 4 שישה ק"מ בלבד, ויש לדן עוד כמה קווים קצרים כאלה עבור האוטובוסים הראשונים. כך שמקדם הביטחון שלהם ממש גדול והאוטובוס למעשה יכול לדלג על טעינה אחת בלי שהשירות יפגע.

בסוף כל נסיעה, הנהג מגיע לתחנת טעינה שצמודה לנקודת המוצא שלו לנסיעה הבאה, מחבר את האוטובוס למטען ויוצא להפסקת פיפי/סיגרייה/סנדוויץ שלוקחת 7 דקות. זה זמן שבכל מקרה נלקח בחשבון בעת תכנון הקו כדי לוודא יציאה בזמן אבל עכשיו הוא נהיה הרבה יותר קשיח. דן טוענים שזמן הטעינה, וכן טווח הבטריות הקטנות, ילכו וישתפרו משנה לשנה. וכנראה מהר יותר מהשיפורים בבטריות הגדולות. כך שלאורך זמן פשוט לא תהיה השפעה לזמן הטעינה.

חשוב להזכיר שהטיעון של דן דומה גם לטיעון שהבאתי פה בדבר אוטובוסים אוטונומיים בעיר. לאוטובוס יש סידור עבודה ידוע מראש, אורך הנסיעה, זמן הנסיעה וההפסקות הנדרשות ידועים ברמה של 95%. רכב פרטי נדרש למתן חופש נהיגה מוחלט לנהג ולכן רכב פרטי חשמלי חייב לתת את הטווח שנותן רכב מבוסס דלק - כ-500 ק"מ בין תדלוק לתדלוק, כדי להצליח. העתקת הקונספט הזה לאוטובוסים פשוט לא נכונה. ולכן אין חובה לטווח ענק באוטובוסים ציבוריים. רק לטווח שמספיק לביצוע נסיעתם הבאה (עם מקדמי ביטחון כמובן).

אוטובוס קבלי על בטעינה במסוף רידינג

כדי להקל עוד יותר על זמן הטעינה, הנהג לא צריך לחבר את השקע לתקע, הוא פשוט נעמד מתחת לעמודי חשמל (להלן: קבלי על), לוחץ על כפתור וזרוע עם חיבור לחשמל מתרוממת עד שהיא נוגעת בקבלים (להלן פנטוגרף). הזרוע ה"מתוחכמת" הזו נולדה לפני יותר ממאה שנה ומשמשת באוטובוסים מונעי חשמל בחו"ל (טרוליבוסים), אבל השימוש החדשני בבטריות לא מצריך למתוח את חוטי החשמל (שיש שיגידו "המכוערים") לאורך כל המסלול, רק בתחנות המוצא והיעד שהן לרוב מסופים רחוקים שהכיעור הנקודתי בהם לא אמור להפריע לאף אחד (וקרינה אין, זה כמו כל עמוד חשמל במתח נמוך אחר מהסוג שמקשט את מדרכותינו) 

הבטריות הקטנות משפיעות פחות על הייחודיות של האוטובוס לעומת אוטובוסים רגילים, ולכן גם על המחיר, הן לא באות על חשבון מושבים ולא גורמות לאוטובוס להיות כבד במיוחד. ועל אף שבשלב זה הן לא מתאימות לקווים ארוכים כמו קו 25, הטכנולוגיה מתקדמת לשם במהירות. טכנית גם ניתן לשים קבלי על באמצע המסלול (נניח מעל תחנה עמוסה במיוחד שבה האוטובוס תמיד ממתין כמה דקות), אבל אין בזה צורך כרגע ואולי אף פעם לא יהיה.

האוטובוס זמין 24 שעות ביממה ולא צריך להיעלם לטעינה ארוכה של כמה שעות בלילה. העומס על רשת החשמל ספורדי ולא מרוכז בחניון אחד שצריך לשדרג אליו את תשתיות החשמל וגם לא צריך לדאוג שלכל אוטובוס יהיה מקום עם שקע כדי לחנות בו. במצוקת המסופים הקיימת זה יתרון אדיר.

אז היתרונות ברורים, החיסרון הוא הצורך בזמן הפסקה קשיח לנהג, ויש שיגידו שגם זה יתרון. אבל אם זה לא יתורגם לפגיעה באמינות השירות אז זה יתורגם ליותר אוטובוסים ונהגים בגלל מרווחי הבטחון הנדרשים לצורך טעינה. במצוקת הנהגים הקיימת זה חסרון לא קטן.

בעידן הביניים, בו אוטובוסים כאלה מופעלים לצד אוטובוסים רגילים, הם יהיו מופנים לקווים קצרים. אבל היכולת להפעיל איתם קווים עירוניים ארוכים יותר ואוטובוסים מפרקיים עוד טעונה הוכחה.

דן לקחה פה סיכון גדול, היא הלכה נגד המגמות הרווחות בשוק האוטובוסים החשמליים. ימים יגידו אם זה ישתלם או לא. בשנים האחרונות הצוות הטכנולוגי של דן הוכיח את עצמו כל פעם מחדש. כך שיש מקום לאופטימיות.

ותוספת מגולש אנונימי - בומברדייה פיתחה רכבת קלה ללא חוטים, על אותה טכנולוגיה בדיוק (שמעלה פנטוגרף בכל תחנה שהיא עוצרת בה, דבר שאפשרי כשמיקומי העצירה כל כך מדויקים וזמני העצירה ידועים מראש. רכבת כזו כרגע פועלת בננג'ינג - סין