История и прогнозы развития электротранспорта в Республике Беларусь

В Республике Беларусь в послевоенное время исследования и разработки по созданию гибридных схем автомобилей (дизельный ДВС-электропривод колес) стали возможными после завершения строительства автозавода МАЗ.

Работы были направлены в основном на исследование параметров и характеристик электропривода, его рекуперации, превращение электроэнергии с высоким КПД для создания больших крутящих моментов на ведущих колесах автомобилей особо большой грузоподъемности, созданию электрических систем управления, с учетом специфики работы их в глубоких карьерах (глубиной более 300 м). Эти условия требовали высоких тяговых качеств силовой установки при движении груженого автомобиля вверх из карьера и использования электродинамического торможения при затяжном спуске. В этих условиях вопросы экологии не были проблемными.

Большой в клад развитие перспективных автомобилей и моделей МАЗ внес организатор строительства в послевоенный период завода МАЗ и в дальнейшем декан автотракторного факультет БПИ профессор Кокин Г.М.

Большая заслуга Шапошника Б.Л. в создании специальных грузовых автомобилей. С начала ВОВ он после эвакуации стал Главным конструктором Ульяновского автомобильного завода. Под его руководством созданы известные во время войны автомобили ЗИС-5 и его модификации. Позже Шапошник Б.Л. продолжил работать и возглавил бюро по проектированию первых моделей карьерных автомобилей и в дальнейшем стал Главным конструктором многоцелевых полноприводных многоосных тягачей на МАЗе. Автомобиль стал лучшим полноприводным автомобилем, который по конструкции не отличался от мировых аналогов. Важный факт, что этот четырехосный гигант создан исключительно из деталей отечественного производства.

В дальнейшем были использованы разработки МАЗа по электроприводу систем управления, пневмогидравлических систем торможения, аккумуляторов энергии для обеспечения движения спецтехники в сложных дорожных условиях, а также при выполнении других видов работ. В 1973 году за большие заслуги по созданию автомобилей высокой проходимости и грузоподъемности Шапошникову Б.Л. было присвоено звание Героя Социалистического труда.

Под руководством Главного конструктора грузовых автомобилей МАЗ академика НАН, Героя Беларуси Высоцкого М.С. было обеспечено скорейшее освоение и внедрение новых оригинальных систем и агрегатов на грузовых автомобилях семейства МАЗ, автопоездах и сочлененных автобусах, тягачах, прицепах, а также и полуприцепах, в том числе, с электродинамическими тормозами. Благодаря заложенному научному и конструкторскому потенциалу, коллективом конструкторов за короткое время были разработаны новые модификации электробусов, которые могут устойчиво конкурировать на рынке.

Большой вклад в развитие и исследование большегрузных карьерных автомобилей внес Главный инженер завода БелАЗа Мариеев П.Л., первый Герой Беларуси. Под его руководством, инженерами и другими специалистами была выполнена в СССР первая разработка электрического привода колес автомобилей гибридов особо большой грузоподъемности. Использовалась схема передачи мощности от дизельного ДВС для привода генератора, дальнейшего преобразования параметров электроэнергий и ее передачи для привода ведущих колес автомобиля с помощью электродвигателей.

Таким образом, на грузовом автомобиле в 70 годы прошлого столетия был уже создан первый в Советском Союзе гибрид. Эта схема была обоснована спецификой работы автомобиля в карьере. Гибрид электропривода колес и источника энергии дизельного ДВС применяется и в настоящее время при производстве целой линейки карьерных самосвалов БелАЗ особо большой грузоподъемности от 90 и 110 т и далее – до 450 тонн. Новая схема гибрида использована и у самого большого двухосного карьерного автомобиля в мире БелАЗ-75710 грузоподъемностью 450 т (рис. 1.4). Этот автомобиль установил мировой рекорд перевозки груза в начале 2014 года (рекорд Гиннесса) массой в 503,5 тонны.

С устройством и техническими характеристиками можно ознакомиться в разделе «Гибридные автомобили».

На автотракторном факультете БПИ в 70 годы в начальный период развития автомобилестроения в Республике Беларусь были созданы научно-исследовательские лаборатории, в том числе и Проблемная лаборатория автомобилей (научные руководители д.т.н. Гришкевич А.И и д.т.н. Метлюк Н.Ф.). В лабораториях работали ученые факультета, преподаватели, научные сотрудники, а также и студенты по тематике заводов – изготовителей белорусских автомобилей. Это исследование и создание систем управления и безопасности, эксплуатации ТС. Проводились испытания автомобилей по ходовым качествам, эффективности торможения, работе электродинамических тормозов в циклическом режиме, функционировании электрогенераторов и электромоторов.

В настоящее время одним из приоритетных направлений в промышленности Беларуси на ближайшую перспективу станет развитие электротранспорта и производство электромобилей. На заводе «БЕЛДЖИ», где наладилось белорусско-китайское производство легковых автомобилей, также планируется выпуск электромобилей типа седан и кроссовер. Специализированными предприятиями производится выпуск электробусов. По последним данным на июль 2022 г. количество электромобилей в Беларуси превысило 10 тысяч /https://www.belta.by./ Особое внимание уделяется внедрению городского электрического транспорта в частности электробусов и созданию сети ЭЗС.

До недавнего времени технологии не позволяли создать конкурентоспособный электробус: его стоимость (по разным оценкам, в 2-4 раза больше, чем у автобусов и троллейбусов) повышалась в связи с комплектацией электропривода и малой емкостью аккумуляторов. Однако ситуация на рынке меняется, и удешевление необходимых комплектующих способно стимулировать их распространение в городах. Теперь обсуждают не только стоимость, но и экологичность электроэнергии, используемой для подзарядки. Сравнительная характеристика автобусов, троллейбусов и электробусов приведена в таблице 1.3.

Правительством Республики Беларусь утверждена Комплексная программа развития электротранспорта до 2025 года. В нее включены научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, которые выполняются согласно научно-техническим программам и госпрограммы, заказчик которой – Национальная академия наук (НАН). Главный их акцент – развитие общественного городского электротранспорта и, в частности, электробусов, троллейбусов с автономным ходом. Такая техника, а также классические троллейбусы, которые являются потребителями электроэнергии, используются на улицах наших городов, позволяют уменьшить количество вредных выбросов. Согласно программе, к 2025 году в Минске и областных центрах планируется заменить на электробусы 35 % пассажирского транспорта, а через пять лет довести этот показатель до 100 %. Одновременно будет организована сеть ЭЗС на маршрутах движения с созданием супербыстрых зарядных комплексов.

В Беларуси сформирован кластер по разработке и сборке электрического транспорта. Разработку электробуса вели конструкторы Минского автозавода в сотрудничестве с Объединенным институтом машиностроения. Совместно с НАН Беларуси сформирован инновационно-промышленный кластер «Электротранспорт». Такая кооперация позволила вывести на новый уровень научно-технический потенциал страны в машиностроительной сфере. Разработаны опытные образцы белорусского легкового, грузового и спортивного электромобиля, планируется производство к ним аккумуляторов.

Формирование новой подотрасли машиностроения должно придать импульс развитию как производителей транспорта на электротяге, так и комплектующих.

Актуальным является применение электробусов в белорусских провинциальных населенных пунктах, а также троллейбусов с автономным ходом, которые могут эксплуатироваться в новых районах крупных городов, где еще нет контактной сети.

На внутреннем рынке коммунального электротранспорта существует устойчивый спрос, пятилетняя величина которого оценивается на уровне 2500 единиц троллейбусов и электробусов. Прогнозируемая потребность в средствах электротранспорта (для областей и г. Минска) приведена в табл. 1.4.

На конец 2017 года в мире насчитывалось 3 млн. городских автобусов, из них 385 тыс. относились к категории электробус. И на тот момент практически монополистом по эксплуатации городского электрического транспорта был Китай. На долю этого вида городского пассажирского транспорта уже тогда приходилось 17%.

Минский автозавод официально стал производителем электробусов и включился в Комплексную программу развития электротранспорта на 2021-2025 годы, утвержденную правительством Беларуси. В Беларуси вступила в общую энергосеть АЭС, и ее энергия, в том числе, будет направлена на развитие электротранспорта.

Развитие сети ЭЗС в стране идет опережающими темпами в сравнении с ростом парка электротранспорта. На 1 мая 2021 года их уже было 450. Предприятие «Белоруснефть» стала национальным оператором по развитию этой сети. На январь 2023 года в Беларуси насчитывается около 860 публичных зарядных станций (порядка 420 типа DC мощностью от 50 до 172 кВт и 440 типа АС мощностью от 22 до 44 кВт .Таким образом, будет создана базовая модель сети ЭЗС, позволяющая комфортно и беспрепятственно передвигаться на электромобиле с пробегом 150-200 км по всей территории республики. Оборудование для ЭЗС производит ОАО «Витязь» (г. Витебск). После утверждения программы предприятие «Malanka» будет развивать также зарядную сеть для общественного электротранспорта. Это будут зарядные станции мощностью до 350 кВт, оснащенные дополнительным оборудованием для зарядки электробусов.

Первый в СНГ отдельно расположенный супербыстрый зарядный комплекс общей мощностью 700 кВт для электротранспорта в Минске в микрорайоне Брилевичи. Среди основных преимуществ комплекса – зарядка электробусов одновременно с электромобилями на высокой мощности, система накопления энергии, магазин безоператорной торговли, внедрение систем «умного города». Подобный комплекс позволяет одновременно вместе с электробусом зарядить восемь электромобилей. В 2023 году в Беларуси должны ввести 8 супербыстрых зарядных комплексов. Из них три появятся в столице, два в Гродно и три на трассе М1.

Специалисты подсчитали по ценам 2022 года, что электротопливо в нашей стране будет в два раза дешевле бензина. Зарядка электрокара на 100 км обойдется электромобилистам в сумму порядка 6 рублей (в зависимости от типа заряда). Автомобиль с ДВС потратит на преодоление такого же расстояния около 10 литров топлива, что составит 18…20 рублей, что является самой низкой в Европе.

Сборкой электромобилей в Беларуси занимается компания «БЕЛДЖИ». Как ожидается, первые экземпляры такой техники появятся в продаже в конце этого года. Первой моделью должен стать хэтчбек Geely Geometry С. На одной подзарядке автомобиль сможет проехать до 550 км в зависимости от комплектации. Цена электромобиля составит около 30 тысяч долларов.

В 2021 году в городах страны на пассажирских маршрутах работал 91 электробус (89 – в Минске, выпущенные УКХ «Белкоммунмаш»; 2 – в Могилеве от китайской компании CRRC). С новыми МАЗ-303E10 общее число электробусов в Беларуси составило более 100 единиц.

К концу 2025 года МАЗ и «Белкоммунмаш» совместными усилиями поставят в города Беларуси еще 1190 новых электробусов. Из них Минск получит 350 единиц, а по областям инновационная техника распределится следующим образом: Брестская – 61 электробус; Витебская – 140; Гомельская – 196; Гродненская – 168; Минская – 125; Могилевская – 150 электробусов.

Для ОАО «МАЗ» программа поставок электробусов модели 303E10 была спланирована так: 2021 год – 10 единиц; 2022-й – 56; 2023-й – 40; 2024-й – 45; 2025 год – 45. Объемы выпуска по годам могут уточняться с учетом реальных потребностей и финансирования.

Кроме того, «МАЗ» и «Белкоммунмаш» для обновления парков общественного транспорта планируют в больших количествах выпускать троллейбусы с автономным ходом. До конца 2025 года будет произведено 1263 такой техники, а также за это время планируется выпускать еще 96 троллейбусов в обычном исполнении. Если УКХ «Белкоммунмаш» будет выпускать в основном электробусы с быстрой зарядкой (3-8 минут) для городских и иных перевозок по коротким маршрутам, то ОАО «МАЗ» может сосредоточится на производстве электробусов с батареями повышенной емкости для длительной работы с зарядкой (8-10 часов), как правило, в ночное время.