Rewolucja napędowa stała się symbolem XXI wieku. Rozwój elektromobilności jest na tyle szybki, że w dość krótkim czasie udało się wiele osiągnąć w tym sektorze. Dotyczy to również transportu zbiorowego. Autobusy elektryczne są coraz częściej wykorzystywane do przewozu mieszkańców miast. Jednak czy ich ekologiczność idzie w parze z finansową opłacalnością?

Transport zbiorowy przez dekady opierał się na sprawdzonych rozwiązaniach. Diesel stał się symbolem miejskiego pejzażu zwłaszcza w przypadku autobusów komunikacji miejskiej. W końcu to właśnie one w głównej mierze odpowiadają za przewożenie obywateli i mieszkańców miast. To rozwiązanie jest sprawdzone, pewne i efektywne. Jednak wraz ze zmieniającymi się trendami konieczna była ewaluacja napędowego potencjału tych pojazdów oraz sprawienie, że staną się bardziej „eko”.

Szukając rozwiązania

Jedną z opcji stało się „CNG”. Gazowe paliwo charakteryzowało się mniejszą emisją poszczególnych składników. Przykładem mogą być badania tego typu pojazdów o zasilaniu klasycznym Dieslem oraz właśnie sprężonym gazem ziemnym. Autorzy naukowego referatu udowodnili, że wariant gazowy charakteryzuje się znacznie mniejszą emisją tlenków azotu (NO_X). Różnica w tym przypadku wynosiła o 22 proc. względem autobusu referencyjnego – Diesla. Przykładem może być też Gdyński PKM, który podaje, że zastąpienie części starego taboru na ON autobusami CNG doprowadziło do redukcji emisji zanieczyszczeń do atmosfery, m.in. tlenków azotu o 50 proc., dwutlenku węgla o 20 proc., CO o 60 proc. oraz niemal całkowite wyeliminowanie PM₁₀ (o 99 proc.).

Kolejną kwestią w przypadku CNG była cena zakupu, która nie różniła się znacząco od odmiany klasycznej. Zgodnie z danymi udostępnionymi przez MPK Tarnów, koszt zakupu 12-metrowego autobusu zasilanego CNG to około 1 miliona złotych. Dla Diesla jest to ok. 900 tysięcy złotych. Tą różnicę rekompensuje tańszy zakup paliwa (CNG – 4,46 zł/m3; Diesel – 6,04 zł/l). Ponadto wśród zalet ekonomicznych wymienia się również mniejszą złożoność konstrukcji silnika, co przekłada się na potencjalnie mniejsze koszty napraw w stosunku do silników typu diesel.

Paliwo gazowe lub płynne

Kolejnym wykorzystywanym paliwem w transporcie zbiorowym jest LNG. Zgodnie z badaniami, jest to emisyjnie jeszcze bardziej opłacalne paliwo. W porównaniu do konwencjonalnego Diesla, zalety zauważone zostały w przypadku emisji tlenku węgla (CO), tlenków azotu (NO_X) oraz niemetanowych węglowodorów (NMHC). Źródła literaturowe podają ponadto, że autobusy zasilane LNG są o 7 proc. ekonomiczniejsze i charakteryzują się o 5 proc. mniejszą emisją CO2 – wynika z doświadczeń MZA Warszawa. Problemem jest natomiast większy. Jest nim koszt zakupu. Wynosi on o około 130-135 proc. ceny Diesla.

Elektryczna przyszłość

Tak dochodzimy do kolejnej kwestii, czyli autobusów elektrycznych. Do 2025 r., jak podają analitycy BloombergNEF, udział pojazdów elektrycznych w światowej flocie autobusów miejskich ma osiągnąć 47 proc. W Polsce zgodnie z założeniami „Strategii na Rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju” do 2023 roku po polskich miastach miało jeździć 1500 wariantów elektrycznych. Z kolei zgodnie ze strategią „Polityka energetyczna Polski do 2040 r.”, w miastach mających więcej niż 100 tys. mieszkańców od 2025 r. wszystkie kupowane pojazdy komunikacji miejskiej będą zeroemisyjne, a od 2030 r. będzie to dotyczyło już wszystkich pojazdów, które są w obiegu.

Warto jednak przy tej okazji zaznaczyć, że wraz z autobusami elektrycznymi pojawiło się kilka problemów. Przede wszystkim większa cena zakupu, ale też krótki zasięg i konieczność budowy infrastruktury, czyli stacji ładowania. W pierwszym przypadku różnice są znaczące. Jak zostało wcześnie wspomniane 12-metrowy Diesel to koszt około 900 tys. zł. Jego przegubowy wariant to wydatek ok. 1,4 mln zł. Dla hybrydy jest to odpowiednio 1,1 i 1,7 mln zł. Natomiast dla wariantu eklektycznego jest to 2 i 2,5 mln zł. Są to jednak przykładowe ceny, które w dużej mierze są uzależnione od wymagań danego operatora. Przykładem może być Toruń i Sosnowiec. Oba miasta w 2020 roku zakupiły autobusy elektryczne. Dla wariantów 18-metrowych (przegubowe) ceny za sztukę wynosiły odpowiednio 4 i 3,7 mln zł. Podobnie zapłacił Poznań (3,9 mln zł) czy Gliwice (3,9 mln zł). W Katowicach z kolei było to 3,2 mln zł.

Każdy przypadek inny

Pojawia się jednak pytanie czy to się opłaca? Pod tym względem dużo zależy od tego w jaki sposób dany pojazd jest użytkowany, ile kosztuje jego zakup, eksploatacja, serwis, a nawet infrastruktura ładowania. Tego typu wyliczenia pozwalają określić współczynnik TCO, czyli Total Cost of Ownership. – Porównanie całkowitych kosztów zakupu i użytkowania pojazdów z różnego rodzaju napędami jest bardzo indywidualną kwestią i trudno ją zawrzeć w jednej kwocie – komentuje Mateusz Figaszewski, E-mobility Development and Market Intelligence Director w firmie Solaris. – Każdy przypadek powinien być traktowany i obliczany indywidualnie. Na przykład w jednych warunkach eksploatacyjnych koszty użytkowania autobusu bateryjnego versus autobusu z napędem spalinowym, wyniosą „x” z kolei w innym mieście zupełnie inną kwotę – dodaje Figaszewski.

– Wreszcie duże znaczenie na koszty eksploatacyjne mają takie czynniki jak rodzaj trasy, po której jeździ pojazd, temperatury otoczenia i wynikające z tego zużycie energii na ogrzewanie lub chłodzenie i wiele innych. Do tego dochodzą ceny paliw i energii elektrycznej. Ogromne znaczenie dla TCO ma też to czy wliczamy do niego koszty infrastruktury ładowania/tankowania autobusów czy też nie – wskazuje Mateusz Figaszewski.

Wielowymiarowe TCO

Przykładowo można przytoczyć takie wyliczenie dla Diesla i wariantu elektrycznego. W pierwszym kroku trzeba uwzględnić koszty zakupu (przewaga Diesla), okres eksploatacji (10 lat) oraz stopę amortyzacji (0,85). Następnie bierze się pod uwag eksploatację. Dla pojazdu z klasycznym silnikiem uwzględnia się naprawy, zużycie opon, wymianę części itp. Dla elektrycznego wyliczenia są podobne z tą różnicą, że np. bierze się pod uwag wymianę akumulatora po okresie 300 tys. km. W przykładowych wyliczeniach koszt wymiany szacowano na 27 tys. euro, przy uwzględnieniu taniejącego akumulatora (z 180 euro/kWh w 2018 roku do 90 euro/kWh w 2022 roku – cena zawiera cały zestaw wraz z systemem zarządzającym).

Następnie do kosztów TCO zalicza się infrastrukturę. W 20 letnim ekwiwalencie czasu dla stacja benzynowa dla diesla to koszt 420 tys. euro z możliwością obsługi od 1 do 90 pojazdów. Dla wariantu elektrycznego jest to 25 tys. euro dla stacji 50 kW oraz w przypadku pantografu 350 tys. euro i obsługi od 1 do 3 pojazdów. Tak przechodzimy do kwestii kosztów paliwa. Przy założeniu pokonywania 60 tys. km rocznie i cen (Diesel – 1,01 euro/litr; energia elektryczna 0,10 euro/kWh), łączny koszt wynosi 26,101,64 euro dla Diesla i 6 tys. euro dla energii elektrycznej.

W odniesieniu do pojazdu koszty również są po stronie wariantu elektrycznego. Uwzględniając wymianę opon oraz płynów eksploatacyjnych (w ujęciu kilometrowym), koszty z tym związane wynoszą 23 514 euro (diesel) oraz 11 724 euro (BEV). Po dodatkowym uwzględnieniu podatków, subsydiów oraz ubezpieczenia, okazało się, że TCO dla wariantu Diesla jest większe niż dla odmiany elektrycznej. Różnica przy 10 letniej obsłudze wyniosła 1,24 euro/km – Diesel oraz 1,18 euro/km – wariant elektryczny.

Bezemisyjna i bezdyskusyjna przewaga

Przedstawione wyliczenie koresponduje z wyliczeniami Banku Światowego, opartych na obliczeniach Bloomberg New Energy Finance. Według tej instytucji TCO dla autobusu miejskiego z silnikiem spalinowym zasilanym olejem napędowym, wartość wynosi 1,57 USD/km. Z kolei dla wariantu elektrycznego jest to 1,54 USD/km, czyli o 1,91 proc. mniej.

Trzeba jednak pamiętać, że są to przykładowe wyliczenia TCO. Dla każdego miasta, wielkości floty oraz indywidualnej specyfiki, wartości te będą inne. Tym samym może się okazać, że dla dużej aglomeracji miejskiej zakup autobusów elektrycznych jest opłacalny, ale dla mniejszej miejscowości już nie. – W każdym przypadku autobus elektryczny czy wodorowy ma przewagę względem innych tradycyjnych technologii, z tego względu, że jest bezemisyjny w miejscu użytkowania. To także ogromne oszczędności kosztów społeczno-ekonomicznych, które powinniśmy brać pod uwagę – wyjaśnia Figaszewski.

Maciej Gis