Možnosti a alternatívy prepravy elektromobilov železničnou dopravou

29.05.2023 | FOCUS na Slovensko

Aktuálne prerušovanie tokov v logistických reťazcoch automobilovom priemysle spôsobuje nielen rast celkových nákladov, ale aj zníženie kvality produkcie. Má teda význam, preventívne odhaľovať úzke miesta logistického reťazca a cielene obmedzovať, prípadne eliminovať dôsledky rizík pri preprave najmä výstupov - elektro automobilov. Vzhľadom na kapacity cestnej infraštruktúry viacerí prepravcovia uvažujú o zapojení železničnej dopravy do svojich logistických reťazcov. Dôležité je teda analyzovať aké sú predpoklady a možnosti tohto zapojenia.

V súčasnosti medzinárodná agentúra pre energiu (IEA) očakáva, že v roku 2023 každé 5 predané osobné auto na svete bude elektromobil. Predpokladá sa, že predaj osobných automobilov na elektrický pohon sa v roku 2023 zvýši o 40 % na 14 miliónov kusov na celom svete. V minulom roku 2022 dosiahol predaj 10 miliónov vozidiel. Do roku 2030 sa predpokladá predaj až 40 miliónov vozidiel ročne.

V SR sa v roku 2022 zaregistrovalo 1 391 elektromobilov, pričom v roku 2021 to bolo len 1 105. Medziročný nárast na Slovensku teda predstavuje 25,8 %. V Európskej únii sa minulý rok predalo vyše 1 123 000 elektromobilov. Naviac ich pribudlo v Nemecku (vyše 356 000) a najväčší medziročný nárast zaznamenal Cyprus (takmer 380 %). V roku 2022 v Nórsku vzrástol podiel elektromobilov na celkovom predaji automobilov zo 65 % na 79,3 % oproti 2021. To znamená, že takmer 4 z 5 áut, ktoré sa v Nórsku predajú, využívajú batérie.

Preprava elekromobilov železničnou dopravou je výzva pre globálny dopravný trh a to z toho dôvodu, že ich produkcia je najväčšia v Ázii a zákazníci sú v Európe. Vychádzame z faktov, že v roku 2022 čínska spoločnosť BYD predala viac ako 1,85 milióna plug-in hybridov a elektromobilov, čím viac ako strojnásobila produkciu z roku 2021. Vďaka tomu je spoločnosť BYD najväčším výrobcom automobilov s elektrickým pohonom na svete. V produkcii „čisto“ elektromobilov je na prvom mieste stále spoločnosť Tesla Motors (1 300 000+). Kapacity v námornej doprave nepostačujú na uspokojenie dopytu zákazníkov a navyše projekt Hodvábnej cesty zahŕňa aj železničné obchodné spojenie Európy-Ázie.

Elektromobily z Ázie do Európy sa do nedávna prepravovali len námornou dopravou. Nevýhodou je, že námorná doprava je časovo náročnejšie ako železničná preprava. Prepravný čas námornou dopravou je v priemerne niekoľko mesiacov, oproti tomu preprava železnicou trvá niekoľko dní. Využitím 40´ ISO kontajnerov, ktoré sa na prepravu elektromobilov využívajú, je realizácia železničnou dopravou vhodná. Prvé prepravy elektromobilov sa realizovali medzi Čínou a Ruskom v 25 ks 40´ kontejneroch, v každom 3 až 4 kusy elektromobilov podľa typu elektromobilu. Súčasné prepravné prepojenia z čínskych výrobných podnikov sa realizujú po celej Európe a to: kontajnery sú cestnou dopravou prepravené do intermodálnych terminálom v Šanghaji, Zhengzhou, Chongqing a Hefei, kde sa zostavujú ucelené kontajnerové vlaky. Frekvencia prepráv je 2 – 3-krát týždenne cez pevninskú Čínu, Kazachstan, tranzitom cez Bulharsko alebo Poľsko až do konečného terminálu v Bremerhavene. Celková doba prepravy je 14 až 16 dní. Takto je možné železničnou dopravou prepraviť z Číny do Európy až 600 áut týždenne.

Riziká prepravy elektromobilov

Pri očakávanej preprave 40 miliónov kusov vozidiel za rok vzniká riziko súvisiace s prípadnými požiarmi prepravovaných vozidiel, ktoré obsahujú lítiové batérie. Preprava lítiových batérii je zaradená medzi prepravy nebezpečných vecí. Konkrétne sa jedná o triedu 9, označením M4 a UN 3481. Z dôvodu, že od 1. januára 2020 vstúpili do platnosti prísnejšie požiadavky týkajúce sa lítiových batérií a článkov pre všetky druhy prepravy na celom svete, je potrebné pri prepravách predložiť súhrn skúšok v súlade s UN 38.3.5 pre všetky lítiové batérie a články vyrobené po 30. júni 2003 (UN3480, UN3481, UN3091, UN3090), ako aj pre všetky vozidlá poháňané batériami vyrobené po 30. júni 2003 (UN 3171). Za to sú zodpovední výrobcovia a distribútori tohto tovaru.

Dôvodom zatriedenia lítiových batérií medzi nebezpečné veci je ich zloženie, ktoré obsahuje elektrolyt a má vysokú hustotu energie. Pri ich prepravách dochádza k zvyšovaniu rizika v prípade dopravnej nehody. Nejedná sa však o to, že by pri elektrických autách bolo vyššie riziko vzniku požiaru, ale týka sa to náročnosti procesu hasenia.

Z analýzy posúdenia možných rizík vyplýva, že zatiaľ čo požiar vozidiel so spaľovacími motormi dokáže posádka dopravného prostriedku s využitím protipožiarnych systémov zlikvidovať svojpomocne, pri elektromobiloch, plug-in hybridoch a vodíkových modeloch je potrebné využitie externej pomoci. To môže potenciálne predstavovať aj väčšie riziko pre ostatných účastníkov železničnej prepravnej prevádzky.

Batériový článok v elektro automobile obvykle potrebuje teplotu vznietenia 350 ~ 500 ° C a batérii trvá určitý čas, kým dosiahne teplotu nevyhnutnú na vznietenie. V prípade poruchy batérie nemusí ísť o zjavný znak požiaru hneď na začiatku. Batéria je skrytá v podlahe vozidla a oheň preto nebude pravdepodobne okamžite viditeľný, ak je v ranom štádiu vývoja. Elektromobil horí konštantne a nevybuchuje. Plamene dosahujú menšie rozmery a nižšiu teplotu, ako v prípade vozidla so spaľovacím motorom a nešíria sa tak rýchlo. Šanca, že sa zapália iné objekty dopravnej infraštruktúry v okolí je teda nižšia. Plamene je však ťažšie uhasiť a batéria sa môže opäť po čase rozhorieť, v prípade ak nebola správnym spôsobom a dôsledne uhasená. Oheň z batérie sa hasí dlhší čas. Horiaci elektromobil je potrebné hasiť dlhodobo veľkým objemom vody. V mnohých prípadoch moderné hasičské jednotky používajú na hasenie požiaru penu alebo suché chemikálie, ktoré hasia účinnejšie ako voda. Aj keď sú suché chemikálie vhodné na hasenie bežných požiarov, môžu byť neúčinné v prípade požiaru elektromobilu. Ideálne je ponorenie batérie na 24 h do vody, čo je v praxi pri železničnej preprave pri použití vozňov na prepravu automobilov nereálne. V prípade použitia intermodálnej jednotky – kontejnera na prepravu automobilov je to už reálne. Batérie v elektro automobile môžu začať horieť pri extrémnom náraze (v prípade manipulácie v železničnej doprave nič neobvyklé), keď sa poškodia samotné batériové články. Poškodený článok začne uvoľňovať teplo a môže sa vznietiť. Takmer všetky prípady súvisiace s požiarom elektromobilov majú súvislosť s poškodením batérie alebo extrémnou vonkajšou teplotou. Vo svete sú známe prípady samovznietenia, ktoré sú však veľmi zriedkavé. Môže k nemu prísť vplyvom extrémnej vonkajšej teploty a mechanického nárazu. Inou príčinou môže byť porucha elektrického zariadenia. Všetky tieto javy však vznikajú pri nezvyčajných prevádzkových podmienkach alebo dopravných nehodách a vo väčšine prípadov musí prísť k súbehu viacerých faktorov. Požiar batérie zapríčinený spomínanými faktormi je zvyčajne sprevádzaný javom tzv. tepelného úniku (thermal runaway). Ide o proces, pri ktorom teplota batériových článkov nekontrolovateľne rastie nad určitú hranicu a následne dochádza k náhlemu uvoľneniu horľavých plynov a vyvíjaniu nadmerného tepla. Požiar spojený s nekontrolovateľným rastom teploty batérie je zvyčajne sprevádzaný únikom veľkého množstva dymu. https://www.seva.sk/horenie-elektromobilov-ev/

Ďalším rizikom pri preprave elektromobilov je ich hmotnosť, ktorá má vplyv na obmedzenie hmotnosti tovaru na nápravu vozňa a počet vozidiel na vozni. Vo všeobecnosti elektromobily sú kvôli hmotnosti batérie ťažšie ako porovnateľné spaľovacie automobily. Aj napriek tomu, že elektromotor je ľahší ako spaľovací motor, vážia elektromobily nižšej strednej triedy zhruba o 15 až 20 % viac ako porovnateľné “spaľováky”. Na ukážku možno uviesť, že priemerná hmotnosť automobilu so spaľovacím motorom váži 1 402 kg a priemerný elektromobil až 1 845 kg, čo je o 443 kg viac. Renault Mégane E-Tech váži približne 1 700 kg, Škoda Enyaq iV je v základe ešte o 300 kg ťažšia. Luxusný Mercedes-Benz EQS má hmotnosť od 2 300 kg a nové elektrické SUV Volvo EX90 viac ako 2 800 kg.

https://auto.pravda.sk/magazin/clanok/648256-jato-hmotnost-aut-desivo-rastie-najma-v-elektrickej-europe/

Alternatívy prepravy elektromobilov železničnou dopravou

Na prepravu elektromobilov železničnou dopravou sa z Ázie do Európy v súčasnosti využíva 25 vozňov, na ktoré sú uložené 40´ kontajnery. V jednom kontajneri sú naložené 4 automobily (viď. Obrázok 1). Celkovo jeden vlak prepraví 100 elektromobilov, pričom celková hmotnosť vlaku je 618 t (elektromobily + vozne + rušeň) a jeho celková dĺžka 370 m.

V rámci Európy je na prepravu elektromobilov možné použiť špeciálne upravené vozne na prepravu automobilov, konkrétne železničný vozeň Laaers (viď obrázok 2). Vozeň Laaers je dvojčlánkový, 4-nápravový, dvojposchodový, otvorený vozeň určený k preprave osobných automobilov, dodávok a malých úžitkových vozidiel do hmotnosti 2,8 t . Vozňová jednotka pozostávajúca z dvoch nakrátko spriahnutých článkov, ktoré majú celkovú dĺžku cez nárazníky 31 m a rázvor 10 m. Vyznačuje sa prestaviteľnou hornou plošinou ovládanou mechanicky. Jedná sa o trojnápravový kĺbový vozeň s nosnosťou 33 t s ložnou dĺžkou hornou – 30,55 m a dolnou ložnou dĺžkou 30,07 m.

V prípade, ak by sa vychádzalo z predchádzajúcich údajov pri priemernej hmotnosti spaľovacieho automobilu – 1402 kg je možné naložiť na vozeň 12 vozidiel a pri elektro automobiloch pri priemernej hmotnosti 1700 kg je možné naložiť 10 vozidiel, pri zohľadnení ložnej dĺžky vozňa. Následne 25 vozňov po 10 ks elektro automobilov 250 ks, spaľovacích automobilov 300 ks.

Pre ďalšie porovnanie sa zameriame len na prepravu elektromobilov železničnou dopravou pri preprave v kontajneroch a preprave na špeciálnych vozňov určených na prepravu vozidiel.

V nasledujúcej tabuľke č. 1 je uvedené porovnanie jednotlivých možností zostavenia vlaku s počtom prepravených elektromobilov jedným vlakom.

Pri optimálnej dĺžke vlaku cca 500 m počet vozňov pri preprave automobilov v kontejneroch bol 148 ks. Pri využití vozňov na prepravu automobilov pri tejto dĺžke vlaku by bol 170 ks. Z pohľadu prepravcu/predajcu automobilov, čo do počtu prepravených vozidiel jedným vlakom, je výhodnejší vozeň na prepravu automobilov Laaers cca o 20 ks / 20%. Komplikované rozhodnutie nastáva však pri zohľadnení ďalších kritérií prepravcu či už na zákaznícky servis počas prepravy, celkové náklady na prepravu , prenájmu kontejnerov, času a náročnosti ložných operácií i rizika poškodenia automobilov.

Záver

Globálne dodávateľské reťazce sú momentálne závislé nielen od nerastných a surovinových zdrojov, ale najmä od politických rozhodnutí. Rozvoj elektromobility zaznamenáva nielen environmentálne prínosy, ale riziká. Riziká pri výrobe, ich distribúcií i využívaní.

Aktuálne samotné záchranárske zložky naprieč EÚ modernizujú svoju hasičskú techniku a pripravujú metodiky na zásahy pri prevádzke elektro automobiloch. Samotnú „ hromadnú“ preprava novovyrobených elektromobilov teda čaká „krst ohňom“.

www.hellmann.com

Poďakovanie

„Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra 2014 – 2020 pre projekt: Inovatívne riešenia pohonných, energetických a bezpečnostných komponentov dopravných prostriedkov, s ITMS kódom projektu 313011V334, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja“

Zdroj: Bibiána Buková, Eva Brumerčíková, Lenka Černá

Napriek súčasným výzvam má vodík v mobilite budúcnosť

Súčasný pohľad na nízkoemisnú dopravu a logistiku sa už nemusí spájať výlučne s elektromobilitou. V súčasnosti sa pozornosť venuje aj iným alternatívnym palivám, medzi ktorými je vodík jedným z najsľubnejších. O jeho výhodách a potenciáli širšieho využitia sme sa rozprávali so Zuzanou Janatovou, manažérkou rozvoja podnikania v oblasti vodíka pre mobilitu spoločnosti Air Products.

Rok 2024 je pre Slovensko rokom veľkých výziev

Slovenská republika od svojho vzniku prešla veľmi dynamickým, ale súčasne aj zložitým vývojom reflektujúcim zvraty v medzinárodnom aj vo vnútropolitickom vývoji. Slovensko v roku 2024 je inou a určite lepšou krajinou, akou bolo pri svojom vzniku. Posun vnímame nielen v celkovej ekonomickej situácii, ale aj v sociálnej oblasti či v medzinárodnom postavení našej krajiny.