不難看出，中國(guó)與歐洲在現(xiàn)代無軌電車技術(shù)水平和發(fā)展方向問題上的態(tài)度迥異。在國(guó)內(nèi)，上海市無軌電車發(fā)展再次走到“十字路口”(拆減路線);北京市悄無聲息地拆除了中心城區(qū)大部分架空線網(wǎng);而在歐洲城市，無軌電車正迎來復(fù)興。

本刊計(jì)劃以“重新認(rèn)識(shí)現(xiàn)代無軌電車”為題開展系列報(bào)道，向城市管理者、公共交通運(yùn)營(yíng)商、相關(guān)企業(yè)介紹目前歐洲在現(xiàn)代無軌電車方面的發(fā)展動(dòng)向及行業(yè)現(xiàn)狀。

歐盟智慧城市無軌電車2.0項(xiàng)目的實(shí)質(zhì)是發(fā)揮在線充電無軌電車的優(yōu)勢(shì)，對(duì)架空線網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，有拆有建，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“充電走廊”的發(fā)展目標(biāo)。

全球公共交通電動(dòng)化的趨勢(shì)愈發(fā)顯著，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，更使公共交通領(lǐng)域涌現(xiàn)出多種技術(shù)路線以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化的目標(biāo)。歐盟于2018年4月啟動(dòng)了《歐盟智慧城市無軌電車2.0》項(xiàng)目，通過一系列的系統(tǒng)論證與示范運(yùn)營(yíng)，以尋求公共交通電動(dòng)化發(fā)展的創(chuàng)新方案。

在過去的130余年中，無軌電車曾在全球300多座城市運(yùn)行。在歐洲，它曾因技術(shù)老舊、靈活性差，被柴油動(dòng)力客車以及其他動(dòng)力形式的車型所取代。而在最近10余年間，由于動(dòng)力電池、集電系統(tǒng)、架空線網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，無軌電車在歐洲再次煥發(fā)生機(jī)，成為歐洲智慧城市實(shí)現(xiàn)公共交通電動(dòng)化的高效解決方案。

在線充電技術(shù)完善并獲得認(rèn)可

參加歐盟智慧城市無軌電車2.0項(xiàng)目的德國(guó)埃伯斯瓦爾德市對(duì)在用柴油客車進(jìn)行改造。將傳統(tǒng)柴油客車改制為現(xiàn)代無軌電車，1圖空出位置為原有后左偏置柴油機(jī)布置位置，2圖為配裝動(dòng)力電池后示意圖，動(dòng)力電池包與原有柴油機(jī)體積相當(dāng)，該車輛運(yùn)用于該市910路。

在《歐盟智慧城市無軌電車2.0》項(xiàng)目中，在線充電技術(shù)(IMC)可以看作是這一項(xiàng)目的核心。論證結(jié)果表明：配裝有一定數(shù)量動(dòng)力電池的現(xiàn)代無軌電車與智能化、網(wǎng)絡(luò)化的供電配套設(shè)施將是城市公共交通實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化、電氣化的可持續(xù)解決方案。

具體來看，這一項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)代無軌電車的描述如下：具備自動(dòng)捕捉、自動(dòng)脫線功能的零排放現(xiàn)代無軌電車、多用途的充電設(shè)施與可再生能源有機(jī)結(jié)合的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

其實(shí)，在線充電技術(shù)在國(guó)內(nèi)并非新鮮事物。近10年來，國(guó)內(nèi)如北京、上海、武漢等地均有在線充電式無軌電車投入運(yùn)營(yíng)，并且北京、上海及浙江金華市在國(guó)內(nèi)采用了750伏直流供電線網(wǎng)。即便如此，擁有在線充電技術(shù)的無軌電車在國(guó)內(nèi)依舊處境尷尬，究其原因，與車輛能否獲得國(guó)家和地方政府的新能源汽車補(bǔ)貼不無關(guān)系。

電池電動(dòng)客車與在線充電客車使用對(duì)比。電池電動(dòng)客車單次充電后行駛10公里路程，在線充電客車3公里采用架空線網(wǎng)的電力驅(qū)動(dòng)，并為動(dòng)力電池充電，其余7公里為動(dòng)力電池提供動(dòng)力。在線充電客車不需要額外的停站充電時(shí)間。

在歐洲，在線充電技術(shù)被認(rèn)為是現(xiàn)代無軌電車的必備屬性。在線充電無軌電車擁有如下優(yōu)點(diǎn)：靈活性好(行進(jìn)中充電，對(duì)架空線網(wǎng)依賴小，30%～40%的行駛區(qū)域無需線網(wǎng)供電)、車輛整備質(zhì)量輕(無需配裝更多動(dòng)力電池)、適用于大容量客車(除12米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)城市客車外，更適用于鉸接客車或雙鉸接客車)。

此外，項(xiàng)目手冊(cè)還提及，當(dāng)在線充電無軌電車系統(tǒng)形成網(wǎng)絡(luò)化后，在架空線網(wǎng)、配電設(shè)施的前期投資有望更快得到回報(bào)。

智能電網(wǎng)與配套設(shè)施逐步實(shí)現(xiàn)智能化

德國(guó)埃伯斯瓦爾德市910路改造后的線路示意圖，紅色線條為采用動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的運(yùn)營(yíng)區(qū)間，綠色線條為雙向采用架空線網(wǎng)受電并為動(dòng)力電池充電的運(yùn)營(yíng)區(qū)間。

當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)公共交通電動(dòng)化的可持續(xù)發(fā)展不能僅僅依靠現(xiàn)代無軌電車，與之配套的電網(wǎng)和配套設(shè)施的技術(shù)演進(jìn)同樣重要。

項(xiàng)目手冊(cè)中將智能化演進(jìn)分為三步：首先，通過采用在線充電技術(shù)，獲得更好的靈活性。以《歐盟智慧城市無軌電車2.0》聯(lián)盟參與城市——德國(guó)埃伯斯瓦爾德為例，該市擁有兩條運(yùn)營(yíng)數(shù)十年的無軌電車線路，通過規(guī)劃，該市910路與現(xiàn)存無軌電車供電線網(wǎng)有6.5公里重合，在其運(yùn)營(yíng)的29.6公里線路上，可有13公里線路區(qū)間使用無軌電車線網(wǎng)進(jìn)行充電。又如，德國(guó)柏林公交運(yùn)營(yíng)商BVG，該公司計(jì)劃在2030年前，實(shí)現(xiàn)公共交通車隊(duì)全部電動(dòng)化運(yùn)營(yíng)，目前BVG計(jì)劃在斯潘道地區(qū)的干線安裝部分無軌電車架空線網(wǎng)。在“盡可能必要，盡可能可行”的原則下，安裝部分無軌電車架空線意味著在充電設(shè)施和電池間的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化。

根據(jù)BVG公司的計(jì)劃，在線充電無軌電車在相關(guān)線路的50%～65%路段使用架空線充電，剩余運(yùn)營(yíng)區(qū)間利用動(dòng)力電池運(yùn)行。BVG方面稱，由于允許在行駛過程中充電，該模式對(duì)于運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表不存在不利影響，并且不需額外配備車輛，運(yùn)營(yíng)車輛也不需要在兩端終點(diǎn)站或車場(chǎng)耗時(shí)充電、補(bǔ)電，將架空線與電池結(jié)合意味著更長(zhǎng)的續(xù)駛里程，他們還計(jì)劃將24米雙鉸接無軌電車用于大客流線路。

其次，將無軌電車網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橹悄?、?jié)能的供電網(wǎng)絡(luò)。另一座參與城市荷蘭阿納姆市計(jì)劃將太陽能、風(fēng)能等可再生能源與無軌電車供電線網(wǎng)進(jìn)行整合。通過建設(shè)必要的儲(chǔ)能裝置，將光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電與無軌電車的供電網(wǎng)絡(luò)融為一體。

再次，無軌電車供電系統(tǒng)變?yōu)槎嘤猛?、多功能?ldquo;充電走廊”。將無軌電車供電網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槎嘤猛竟╇娋W(wǎng)絡(luò)已在歐洲多座城市進(jìn)行試驗(yàn)，這一舉措將可再生能源、無軌電車反向饋電、儲(chǔ)能裝置綜合利用，隨著電力-電池-無軌電車之間的邊界逐漸消失，這一理念目前在英國(guó)倫敦、捷克布拉格、荷蘭阿納姆等地進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試目的是使供電線網(wǎng)可為無軌電車、輕軌、電動(dòng)乘用車提供電力。

波蘭格但斯克大學(xué)測(cè)算的波蘭城市格丁尼亞公共交通車輛年均使用成本。橫軸為分別為柴油動(dòng)力客車(Diesel)、傳統(tǒng)無軌電車(EV1)、夜間充電的電池電動(dòng)客車(EV2)及在線充電客車(EV3)的年行駛里程;縱軸為年均使用成本(歐元)。第一排：車輛 動(dòng)力電池 充電設(shè)施;第二排：基礎(chǔ)設(shè)施 維護(hù)費(fèi)用 能源費(fèi)用;第三排：人工成本 稅費(fèi) 外在性成本

可持續(xù)發(fā)展是公共交通電動(dòng)化的核心

正如北京公交集團(tuán)一位技術(shù)人員所說，國(guó)內(nèi)在線充電式無軌電車的發(fā)展其實(shí)是走在歐洲前面的，但或許是因?yàn)殡妱?dòng)汽車補(bǔ)貼的緣故，近年來國(guó)內(nèi)在現(xiàn)代無軌電車的技術(shù)發(fā)展上略顯乏力。

全國(guó)公共交通學(xué)科首席科學(xué)傳播專家王健認(rèn)為，公共交通電動(dòng)化的本質(zhì)是要走可持續(xù)發(fā)展之路。中國(guó)的新能源汽車在政策和補(bǔ)貼支持下，雖然取得了顯著進(jìn)步，但國(guó)內(nèi)公共交通電動(dòng)化的進(jìn)程，卻在一定程度上邁入了不可持續(xù)發(fā)展的階段。

他認(rèn)為，《歐盟智慧城市無軌電車2.0》項(xiàng)目已充分證明，采用適當(dāng)?shù)碾姵厝萘縼碇С譄o軌電車脫線運(yùn)行是可持續(xù)的公共交通電動(dòng)化解決方案，其核心要素是在線充電及充電基礎(chǔ)設(shè)施的共享和多用途?，F(xiàn)代無軌電車適當(dāng)配置動(dòng)力電池進(jìn)行在線充電，這種智能和可持續(xù)的公共交通系統(tǒng)才是中國(guó)政府和城市實(shí)現(xiàn)零排放應(yīng)當(dāng)首選的解決方案。

此外，有不少業(yè)內(nèi)專家也認(rèn)為，在當(dāng)前電池固有特性(重量與容量等技術(shù))仍沒有革命性突破之前，在線充電式無軌電車是公共交通領(lǐng)域的最優(yōu)選擇，社會(huì)各界應(yīng)予以大力支持，推動(dòng)全國(guó)在線充電式無軌電車的應(yīng)用普及。

智能無軌電車系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)包含智能電網(wǎng)系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、直流交流雙向變電站、儲(chǔ)能設(shè)施、乘用車充電站，這一系統(tǒng)為現(xiàn)代無軌電車提供電力，同時(shí)車輛再生制動(dòng)時(shí)可進(jìn)行反向饋電。

上文提到，現(xiàn)代無軌電車的定義無論是在中國(guó)還是歐洲，目前都是存在爭(zhēng)議的。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用過程中，國(guó)內(nèi)與歐洲的城市管理者、運(yùn)營(yíng)企業(yè)都進(jìn)行了相應(yīng)變通。隨著新能源汽車補(bǔ)貼的逐步退坡，擺在政策制定者、公共交通行業(yè)面前的問題，是如何將電動(dòng)化的公共交通拉回正軌，使其真正符合可持續(xù)發(fā)展。

王健表示，國(guó)內(nèi)業(yè)界存在著對(duì)電動(dòng)汽車的狹隘定義(所謂的純電動(dòng)汽車)，偏離了車輛電驅(qū)化的本質(zhì)(電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛)，特別是在補(bǔ)貼政策的誘導(dǎo)下駛進(jìn)了“彎道”。而針對(duì)現(xiàn)代無軌電車而言，不少政策制定者、城市規(guī)劃師和交通領(lǐng)域工程師對(duì)這類車型缺乏足夠認(rèn)知，很多觀點(diǎn)仍固化在30年前對(duì)傳統(tǒng)無軌電車的老舊認(rèn)知上。

“這一點(diǎn)與歐洲相比有很大區(qū)別。”王健告訴記者，在歐洲始終有幾家企業(yè)進(jìn)行無軌電車相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，但在國(guó)內(nèi)受制于市場(chǎng)規(guī)模和政策因素，我們?cè)跓o軌電車的技術(shù)更新上還存在嚴(yán)重不足。

此外，國(guó)內(nèi)無軌電車在驅(qū)動(dòng)技術(shù)的認(rèn)知方面亦仍與國(guó)際水平存在較大差距。輪轂電機(jī)、輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋等驅(qū)動(dòng)形式在歐洲的無軌電車中早已投入使用，但在國(guó)內(nèi)一些商用車企業(yè)和客運(yùn)企業(yè)中，仍然對(duì)這一類驅(qū)動(dòng)形式的安全問題存在疑慮。

由此可見，在多方面原因的疊加影響下，無軌電車想要實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展依舊是困難重重。不過，既然歐洲的現(xiàn)代無軌電車在實(shí)際應(yīng)用中具備較好的減排效果、符合電動(dòng)化趨勢(shì)，那么便應(yīng)得到足夠的重視。

對(duì)此，專注于公共交通歷史及技術(shù)研究的宋文超也表示，“現(xiàn)代無軌電車已實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代，無論是技術(shù)水平還是使用效果都有了突飛猛進(jìn)地提升，目前國(guó)際上眾多城市，特別是被聯(lián)合國(guó)列為世界文化遺產(chǎn)街區(qū)的城市中，均有無軌電車運(yùn)行，這些城市在架空線規(guī)劃、路桿設(shè)計(jì)方面，都有我們值得借鑒之處。國(guó)內(nèi)在架空線網(wǎng)整治、路桿多功能合一的改造過程中，需要切實(shí)做到精細(xì)化管理，少些‘一刀切’的做法。毋庸置疑，節(jié)約能源和減少污染源需要樹立全民意識(shí)，需要全民參與，更需要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的原則。”

以達(dá)成“雙碳”目標(biāo)的角度審視公共交通電動(dòng)化可持續(xù)發(fā)展的問題，的確需要采用理性、審慎的態(tài)度。單就車輛形式而言，目前電池電動(dòng)客車與現(xiàn)代無軌電車的區(qū)別正逐漸縮小，所以應(yīng)以長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光來看待車輛技術(shù)發(fā)展。如果片面追求補(bǔ)貼，拋棄現(xiàn)代無軌電車，拆除現(xiàn)有系統(tǒng)，而非優(yōu)化升級(jí)，很可能會(huì)失去可持續(xù)發(fā)展的良機(jī)。

關(guān)鍵詞： 在線充電技術(shù) 無軌電車 新能源 電動(dòng)化