Тролейбусен транспорт в София

Снимка: Wikimedia Commons, използвана под лиценз Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International.

Електрификация на парче

В последните години европейските градове инвестират сериозно в електрификация на своя обществен транспорт. Над 40 града планират да закупуват само превозни средства с нулеви емисии след 2025 г., a Европейската комисия предлага това да стане задължително от 2030 г.  

Преминаването към транспорт с ниски или нулеви емисии е необходимо, за да подобрим качеството на въздуха в града и да намалим шумовото замърсяване и въглеродния отпечатък от транспорта. 

На пръв поглед Столичната община действа в правилната посока. През последните години бяха подменени немалък брой превозни средства на градския транспорт – над 60% от автобусите, 14% от трамваите и близо 70% от тролеите са нови. Има и 91 електробуса – новост не само в София. Подробен анализ на състоянието на обществения транспорт в София сме направили през 2021 година, в Софияплан. 

Когато се вгледаме по-внимателно обаче, виждаме, че немалка част от тези инвестиции са самоцелни и необмислени.

В София липсва цялостна стратегия за електрификация на градския транспорт. От една страна, инвестициите в съществуващите видове електротранспорт, трамваен и тролейбусен, са съсредоточени основно в подмяна на подвижния състав. С изключение на ремонтите на някои трамвайни трасета през последните години, контактната мрежа и релсовият път остават на заден план. Все така далечна е и реализацията на дълго обещаваните нови трамвайни и тролейбусни линии. Най-новото тролейбусно трасе е изградено с цел да замени закрито трамвайно трасе, а последното ново трамвайно трасе замества друго закрито трасе.

От друга страна се закупуват електробуси без ясна концепция за тяхната роля в общия транспортен модел, без технически анализ на това от какво имаме нужда, какви технологии има на пазара и как може да използваме вече наличната инфраструктура на електротранспорта. 

Например: за линия 74 бяха закупени електробуси и бяха изградени 2 зарядни станции на стойност близо 1 млн. лева, въпреки че над 50% от маршрута ѝ попада под тролейбусна контактна мрежа (тоест жици). Линията можеше да се обслужва от тролейбуси с тягови батерии, без необходимост от зарядни станции. Вече е имало случаи тролейбус да направи извънредно курс по линия 74. Друг недобър пример е закупуването на 52 електрически минибуса, които първоначално бяха предвидени да обслужват нови довозващи линии до метрото. Вместо това беше взето решение първите 22 от тях да заменят 12-метровите автобуси по съществуващи линии като №82 и №100, с цената на неудобство и блъсканица в пиковите часове. Превозни средства би трябвало да се поръчват на базата на техническите изисквания за конкретна линия. Практиката на Столична община е да купи електробуси и после да мисли какво да прави с тях.

Автобуси за подмяна

Към момента автобусният парк на София включва 143 автобуса на възраст 18-24 години. Част от тях подлежат на незабавна подмяна, друга част ще трябва да бъдат подменени най-късно до 3-4 години. 

В допълнение, през лятото на 2025 г. изтича концесионният договор с частната фирма МТК Гроуп за северните крайградски линии. За да поеме обслужването на тези линии, Столична община ще трябва да закупи още 66 автобуса. 

В крайна сметка, в близките години ще има нужда от закупуване на около 200 автобуса. Това е добра възможност за София да преосмисли стратегията си за развитие на градския транспорт. Вместо механична подмяна на стари автобуси с нови или половинчата електрификация “на парче” чрез закупуване на електробуси без ясен план, сега е моментът за цялостна стратегия за електрификация. 

Значителна част от новозакупените автобуси следва да бъдат с нулеви емисии – тролейбуси и електробуси. Задължително трябва да се има предвид вече наличната инфраструктура на електротранспорта и как тя може да се използва максимално, за да подпомогне процеса на електрификация.

Недостатъците на електробусите

При избора на вид превозно средство трябва да се имат предвид неговите силни и слаби страни. В сравнение с дизелов или метанов автобус, електробусите имат ограничен пробег. Това ги прави неподходящи за дълги и натоварени линии с голям дневен пробег. 

В Берлин за замяната на 2 дизелови са необходими 3 електробуса. Просто електробусите често не успяват да изпълнят рекламирания от производителя пробег и се налага да се приберат в гараж след само половин ден движение по линията. Проблемът е по-сериозен при зимни условия. Ниските температури значително намаляват капацитета на тяговите батерии, а енергийните нужди за отопление допълнително скъсяват пробега. 

В София също има затруднения зимно време с линии 9 и 309, а преди пускането на зарядната станция в Овча купел електробусите по линия 60 се движеха без отопление и дори се зареждаха от мобилен дизелов генератор. Новите малки електробуси по линии 82 и 100 се движат само половин ден, което значи, че за замяната на дизеловите автобуси по тези линии са необходими двойно по-голям брой електробуси. В допълнение, големите и тежки батерии отнемат от полезния товар на автобуса, представляват опасност от пожар (Париж) и в някои случаи водят до преждевременни дефекти на каросерията (Филаделфия).

Съществен недостатък на електробусите е логистиката на зареждането им. Внедряването на голям брой електробуси е свързано със значителни капиталовложения за изграждане на зарядна инфраструктура. При автобусите с бавно зареждане в депото е необходима зарядна точка за всеки автобус. За всеки 12-15 зарядни точки трябва да се осигури 1 мегават мощност, което означава изграждане на нов трафопост със съответните кабелни линии средно напрежение. През деня тези зарядни станции стоят неизползвани и консумират енергия от тока на празен ход на трансформаторите. 

Изграждането на нови трафопостове е необходимо и при бързозарядните електробуси, тъй като на повечето места електроразпределителната мрежа няма свободен капацитет за свързване на зарядни станции с мощност 450-900 kVA. Такъв е случаят в Овча купел, Гоце Делчев и Герман. Разполагането на зарядните станции може да е проблем и поради липса на свободно място. В допълнение, зареждането е свързано със загуби на енергия в батерията и в самата зарядна станция от порядъка на 8-12%. Бързото зареждане пък е свързано с увеличени загуби и скъсен експлоатационен срок на батерията (при автобусите с литиево-йонни батерии).

Друг основен недостатък на електробусите е, че трябва да стоят на едно място, докато се зареждат. Това представлява неудобство за пътуващите с линия 74 до Централна гара, които имат “избор”: 

• да ходят пеша една спирка от зарядната станция до гарата или 
• да чакат в автобуса 10 минути, докато се зареди, за да продължи по маршрута. 

По подобен начин използването на зарядните станции на София тех парк и Гоце Делчев е свързано със загубено време за пътниците, тъй като се намират на междинни спирки. 

В тези случаи ясно личи, че Столична община е избрала да монтира зарядните станции, където е било технически най-лесно за сметка на влошено обслужване на пътниците. Това не може да е адекватна политика за развитие на обществения транспорт.

Тролейбуси с възможност за автономно придвижване

При опитите си да електрифицира автобусния транспорт, Столична община неглижира един вид електротранспорт, който успешно се експлоатира в столицата от 82 години – тролейбусния.

В последните 10 години се наблюдава ренесанс на тролейбусния транспорт в Европа, Северна Америка и Китай. Причина за това до голяма степен е фактът,  че тролейбусите вече могат да бъдат и частично независими от контактна мрежа. Наличието на малка тягова батерия им позволява да изминават над 10 км без външно захранване и да обслужват маршрути, при които само 50-65% от трасето е покрито с контактна мрежа. 

Този вид тролейбуси предлагат някои съществени предимства пред електробусите с батерии:

• по-евтина за подмяна, значително по-малка батерия;
• намален риск от пожар поради по-малкия размер на батерията; големите батерии на електробусите, при възпламеняване, могат да горят с часове;
• по-голяма пътниковместимост, с около 15-20 %, при еднакви габаритни размери, сравнено с електробусите; няма големи и тежки батерии, които да отнемат от полезното тегло за превоз на пътници;
• зареждат се в движение от контактната мрежа;
• при дефект в батерията или когато ресурсът ѝ изтече, тролейбусът може  да продължи да се движи по маршрут, който е изцяло с контактна мрежа, временно, докато пристигнат резервни части или за постоянно; това е невъзможно при електробусите
• възможност за още по-дълъг автономен пробег при използване на авангардно решение във вид на водородна клетка; 

Към настоящия момент в Рига се движат 10 съчленени тролейбуса с водородна клетка, всеки от които има автономен пробег до 150 км. Учени от БАН са в процес на оборудване на тролейбус с водородна клетка като част от демонстрационен проект за внедряването на водорода в транспорта. Макар към момента водородът да е скъпо гориво, в бъдеще това може да се промени.

• по отношение на рекуперацията, съвременните тролейбуси не отстъпват на електробусите, тъй като могат да съхраняват рекуперираната енергия в тяговите си батерии.

Тролейбусите в София, от моделите 26Tr (12 метра) и 27Tr (18 метра), общо 80 бр., са подходящи и за т.нар. „ретрофитинг“. Техните маломощни и неефективни дизелови агрегати, ограничаващи автономността им, могат да бъдат заменени от батерия или водородна клетка. Така тролейбусите биха могли да обслужват маршрути и в участъци без контактна мрежа, например при удължаване на линия 5 в Младост. Това преоборудване се отнася и за най-новите 30 съчленени тролейбуса, тъй като те бяха поръчани с батерия подходяща единствено за аварийно придвижване. При такова преоборудване е задължително и токоприемниците да бъдат заменени с автоматични, които позволяват дистанционно вдигане и спускане от кабината на водача.

Тролейбусите с батерии са се доказали като надеждни през последните 10 години в страни по целия свят. 

Ултракондензаторната технология, използвана в бързозарядните електробуси на Столичен електротранспорт, се предлага от един-единствен производител в Китай и не е широко доказала се. Нито един европейски производител не предлага автобуси разчитащи изцяло на ултракондензаторна батерия. 

Все още не е ясно какъв е експлоатационният срок на този вид автобуси. Гаранцията на кондензатора е 10 години, но не се знае колко ще струва неговата подмяна и дали ще бъде икономически обоснована. За сравнение, тролейбусите имат експлоатационен срок от над 20 години. Тяговите им батерии са с гаранция минимум 5-7 години, но са малки и евтини за подмяна, а при дефект в батерията тролейбусът може да продължи да се използва по  конвенционалния начин.

Авангардно решение – зареждане на тролейбус с водородна клетка в Рига (снимка: H2Nodes)

Как се прави в чужбина

Предимствата на тролейбусите са разпознати от редица градове в Германия, Франция, Швейцария, Австрия, Италия, Чехия, Словакия, Полша, Латвия, Румъния, Украйна, където се наблюдава бурно развитие на този вид транспорт. Градове като Верона, Марбург и Прага дори избират да изградят тролейбусни мрежи от нулата. Прага е интересен пример – градът има задълбочена, добре планирана и последователна политика за развитие на електротранспорта. Поради незадоволително представяне на електробусите по хълмистите улици на града, през 2017 г. е изградено трасе за тестове на тролейбуси с тягови батерии. Тестовете се оказват успешни и през 2022 г. стартира изграждането на контактна мрежа за електрифициране на автобусни линии 140 и 119, като втората ще обслужва летище “Вацлав Хавел” с двойносъчленени тролейбуси. И при двете линии 50% от маршрута ще бъде снабден с контактна мрежа. Още 5 автобусни линии ще станат тролейбусни през следващите 5 години.

Тролейбус в Прага – с натискане на бутон от кабината токоприемниците се повдигат, а “покривчетата” ги направляват до контактните проводници (снимка: DPP)

Берлин също планира стъпки в тази посока. Предпроектно проучване на Фраунхофер Институт и ТУ Дрезден от 2019 г., по поръчка на BVG Берлин, определя тролейбусите като икономически най-изгодния вариант за електрификация на автобусните линии в берлинския район Шпандау. Проучването определя като най-перспективен вариант изграждането на 147 км контактна мрежа за електрифициране на 15 автобусни линии с дължина 235 км (62% покритие от контактна мрежа). 

Първоначалната инвестиция ще бъде с около 56% по-висока в сравнение с вариант електробуси. Разходите за поддръжка на инфраструктурата са приблизително два пъти по-високи. Но! по-ниските разходи за заплати на шофьори и по-голямата превозна способност на тролейбусите в крайна сметка ги правят икономически по-изгоден вариант. Имайте предвид, че в Берлин цялата инфраструктура трябва да се изгради от нулата, което прави първоначалните инвестиции много по-високи.

Тролейбусите са силно застъпени в Швейцария – в Цюрих 3 от линиите са снабдени само частично с контактна мрежа, предстои автобусите по още 2 линии да бъдат заменени от тролейбуси с батерии (снимка: Verkehrsbetriebe Zürich)

С какво разполагаме в София

В София голяма част от инфраструктурата вече е налична. Градът разполага с 24 тягови подстанции (ТИС) и 202 км тролейбусна контактна мрежа. Някои от най-натоварените автобусни линии могат, с ограничено изграждане на нова контактна мрежа в ключови отсечки, да бъдат обслужвани от тролейбуси. Просто част от маршрутите им са под съществуващата контактна мрежа – например 76, 204, 280, 604. Други линии, 74, 78, 84/184, 213, 310, 384 и 404, също предоставят такава възможност.

При наличието на контактна мрежа е разумно тя да се използва максимално. На този етап е най-изгодно да се инвестира в тролейбуси с тягови батерии и да се проучи възможността за тестване на електробус с бързо зареждане от контактната мрежа.

Решенията, удачни за столицата

Имайки предвид горния анализ, предлагаме три решения, удачни за София. Те не засягат два други вида градски електротранспорт – трамваите и метрото, а са фокусирани само върху нерелсовия електротранспорт.

Нова тролейбусна контактна мрежа

• Двупосочно по бул. “Тодор Каблешков” от ул. “Костенски водопад” до ул. “ген. Стефан Тошев” за линия 204 – обща дължина 3 км. За трасето има изготвен идеен инвестиционен проект. Препоръчително е да се изгради едновременно с планираното трамвайно трасе по бул. “Тодор Каблешков”.
• Двупосочно по бул. “проф. Цветан Лазаров” и ул. “Димитър Пешев” от бул. “Копенхаген” до ул. “Обиколна” за линии 204 и частично 404 – обща дължина 3 км. За трасето има изготвен идеен инвестиционен проект.
• Двупосочно по бул. “Евлоги и Христо Георгиеви” от ул. “ген. Гурко” до бул. “Черни връх” за линии 76, 204 и 604 – обща дължина 2,5 км.
• Двупосочно по бул. “Цариградско шосе” от ж.к. Изток до УМБАЛ “Света Анна”/Хермес парк за линии 76, 204, 213 и 604 – обща дължина 3,4 км.
• Двупосочно по бул. “д-р Г. М. Димитров” и бул. “Св. Климент Охридски” от пл. на Авиацията до ул. “8-ми декември” за линия 280 – обща дължина 4,5 км. За трасето по бул. “д-р Г. М. Димитров” има изготвен идеен инвестиционен проект. Препоръчително е да се изгради едновременно с планирания трамвай по бул. “Св. Климент Охридски”, както и по бул. “д-р Г. М. Димитров”, ако се реши трамваят да продължи в тази посока. Има потенциал за изграждане на споделено трасе с трамвая.
• Еднопосочно по бул. “Княгиня Мария Луиза” и бул. “Христо Ботев” от пл. “Лъвов мост” до бул. “Сливница” за линии 78, 213, 404 и 74 – дължина 1,6 км. По бул. “Мария Луиза” между Лъвов мост и ул. “Струга” и по бул. “Христо Ботев” има изградена трамвайна мрежа и могат да се използват съществуващи стълбове.
• Еднопосочно по ул. “Опълченска” и бул. “Кн. Мария Луиза”, от ул. “Охрид” до бул. “Христо Ботев” за линия 74 – дължина 1 км. По ул. “Опълченска” необходимите стълбове са налични.
• Двупосочно по ул. “Илия Бешков” между ул. “кап. Димитър Списаревски” и бул. “проф. Цветан Лазаров” за линии 404 и 384, както и за връзка с депо “Искър” – дължина 0,4 км.

Общата дължина на предложените трасета е 19,5 км, а общата инвестиция би възлизала на около 22 млн. лева (за референция сме избрали проект в гр. Ихлава, Чехия). Това ще позволи да бъдат електрифицирани три от най-дългите и натоварени автобусни линии в София – 76, 204 и 280, както и линии 78 и 404. Преди това, пускането на тролейбуси по линии 74, 310 и 384 може да послужи като пилотен проект, тъй като при тези линии необходимостта от нова инфраструктура е най-малка. Първоначално доставените тролейбуси могат да се използват и за изпитания по избраните перспективни трасета като част от процеса по определяне на оптималния обхват на новата контактна мрежа за следващите етапи.

За обслужване на гореописаните линии може да се сключи рамков договор за срок от 5 години за доставка на до 70 тролейбуса с тягова батерия и система за спускане и вдигане на токоприемниците от кабината на водача. Батерията трябва да позволява поне 15 км автономен ход. 

Първоначалната поръчка би била за 20 тролейбуса за линии 74 и 310. Рамковият договор ще позволи доставката на останалите да стане съобразно готовността на новата инфраструктура и без да е необходимо провеждане на нови процедури по ЗОП.

На по-късен етап контактната мрежа може да бъде разширена с отсечки в Дружба 1 (6,5 км), до МС “Александър Малинов” (3,8 км) и до Пирогов (1,35 км), позволявайки обслужване с тролейбуси на линии 84/184, 213 и 604. С това всички автобусни линии със значително покритие от контактна мрежа ще са електрифицирани.

Предложена етапност на изграждане:

Пилотен проект: 74, 310
Етап 1.1: 78, 384, 404
Етап 1.2: 76, 204
Етап 2: 280 (зависи от трамвая до Дървеница)
Етап 3 (перспектива): 84/184, 213, 604

Електробуси с бързо зареждане от контактна мрежа

Още един начин за използване на наличната инфраструктура е внедряването на електробуси с възможност за бързо зареждане от контактна мрежа.

Такива електробуси се движат от началото на 2022 г. в Прага. Те са разработени основно по искане на пражкия транспортен оператор DPP, за да може  всички видове електрически транспорт в града – трамваи, тролейбуси и електробуси – да споделят обща захранваща инфраструктура. Електробусите са снабдени с пантограф, който позволява зареждане по време на почивките на крайните спирки с мощност до 150 kW директно от контактната мрежа на 600 V. Пълното зареждане на батерията става през нощта в депото. Зареждането на крайните спирки удължава дневния пробег на автобусите и позволява използването на по-малка батерия в сравнение с електробусите, които се зареждат само в депото. Същевременно, не изисква изграждане на специални зарядни станции, какъвто е случаят с бързозарядните електробуси на Столичен електротранспорт. Възможна стъпка в София е да се осъществи контакт с производителя “Шкода” за предоставяне на такъв електробус за тестове тук. Резултатите от тях ще се използват за определяне на линиите, за които ще са подходящи този вид електробуси. Потенциалът е голям – в София има много автобусни линии, чиито крайни спирки са снабдени с контактна мрежа или се намират в близост до тягови подстанции – 9, 72, 77, 82, 84/184, 100, 108, 109, 110, 111, 309 и др.

Електробус със зареждане от контактна мрежа

Модернизация на въздушната контактна мрежа

Състоянието на въздушната контактна мрежа (ВКМ) е един от елементите, които влияят пряко върху експлоатационната скорост на тролейбусите, а от там и на привлекателността на този вид транспорт. За съжаление, част от съоръженията от ВКМ в София са технологично силно остарели и досега е липсвала визия за тяхната поетапна подмяна. 

Използваните и до днес стрелки са българска разработка, която не е претърпяла почти никакви изменения от средата на миналия век. Ъгълът на отклонение при тях е много голям и съответно скоростта на преминаване е ниска – до 10 км/ч, което изкуствено забавя движението на тролейбусите. 

В страни като Чехия от години се използват съвременни стрелки с различна конструкция, която гарантира в пъти по-висока скорост на преминаване – при ъгъл на отклонение 10 градуса до 45 км/ч за симетричните стрелки, а за aсиметричните – до 50 км/ч в права посока и до 40 км/ч в отклонението. В градски условия това означава преминаване практически без необходимост от намаляне на скоростта. 

Съвременните стрелки предлагат и възможност за радиоуправление, което улеснява работата на водачите – те трябва единствено да въведат код за маршрута. Бордовото устройство комуникира със стрелките чрез 2,4 GHz радиосигнал и автоматично променя посоката им по целия маршрут. В това отношение София изостава драстично дори от други български градове като Плевен, където съвременни стрелки с радиоуправление са внедрени през 2015-2016 г. при мащабна модернизация на контактната мрежа. Опитът показва, че внедряването им е изключително успешно – скоростта на преминаване и надеждността са повишени в пъти спрямо старите български стрелки.

Друг елемент от ВКМ, който забавя изкуствено тролейбусите, са шините за завой. В София се използват къси шини от твърд метал, които също като стрелките датират от средата на 20-ти век и за преминаване през тях е необходимо забавяне до под 20 км/ч. В допълнение, този вид шини водят до ускорено износване на контактния проводник и графитните вложки на тролейбусите. Съвременните шини и елементи за окачване позволяват преминаване със значително по-висока скорост при намалено износване на проводника.

Шина за завой чешки тип с дължина до 300 см и еластично окачване

По отношение електрификацията на градския транспорт София има летящ старт пред много европейски градове. Съществуващите подстанции и десетки километри контактна мрежа могат да бъдат гръбнак на много по-голяма мрежа от тролейбусни и електробусни линии. Има потенциал да електрифицираме 11 автобусни линии, включително 4 от най-натоварените, чрез ограничено изграждане на нова тролейбусна мрежа и закупуване на тролейбуси с тягови батерии. Внедряването на електробуси, които на последните спирки да се дозареждат от същата мрежа, ще увеличи още повече обхвата на електротранспорта. Така избягваме недостатъците на конвенционалните електробуси, а поддръжката на съществуващата контактна мрежа става по-рентабилна. Същевременно са необходими и инвестиции в модернизация. За да се повиши скоростта и надеждността на тролейбусния транспорт следва да бъде приета програма за поетапна подмяна на стрелките и шините за завой със съвременни такива. 

С далновидност и внимателно планиране, за сравнително кратко време, столицата ни би могла да има отлично функциониращ, електрифициран транспорт.