不難看出，中國與歐洲在現(xiàn)代無軌電車技術水平和發(fā)展方向問題上的態(tài)度迥異。在國內(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，無軌電車正迎來復興。

本刊計劃以“重新認識現(xiàn)代無軌電車”為題開展系列報道，向城市管理者、公共交通運營商、相關企業(yè)介紹目前歐洲在現(xiàn)代無軌電車方面的發(fā)展動向及行業(yè)現(xiàn)狀。

歐盟智慧城市無軌電車2.0項目的實質(zhì)是發(fā)揮在線充電無軌電車的優(yōu)勢，對架空線網(wǎng)進行優(yōu)化，有拆有建，進而實現(xiàn)“充電走廊”的發(fā)展目標。

全球公共交通電動化的趨勢愈發(fā)顯著，市場競爭與碳達峰、碳中和目標的提出，更使公共交通領域涌現(xiàn)出多種技術路線以實現(xiàn)電動化的目標。歐盟于2018年4月啟動了《歐盟智慧城市無軌電車2.0》項目，通過一系列的系統(tǒng)論證與示范運營，以尋求公共交通電動化發(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多座城市運行。在歐洲，它曾因技術老舊、靈活性差，被柴油動力客車以及其他動力形式的車型所取代。而在最近10余年間，由于動力電池、集電系統(tǒng)、架空線網(wǎng)等技術的快速發(fā)展，無軌電車在歐洲再次煥發(fā)生機，成為歐洲智慧城市實現(xiàn)公共交通電動化的高效解決方案。

在線充電技術完善并獲得認可

參加歐盟智慧城市無軌電車2.0項目的德國埃伯斯瓦爾德市對在用柴油客車進行改造。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布置位置，2圖為配裝動力電池后示意圖，動力電池包與原有柴油機體積相當，該車輛運用于該市910路。

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

具體來看，這一項目對現(xiàn)代無軌電車的描述如下：具備自動捕捉、自動脫線功能的零排放現(xiàn)代無軌電車、多用途的充電設施與可再生能源有機結合的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

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

電池電動客車與在線充電客車使用對比。電池電動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，并為動力電池充電，其余7公里為動力電池提供動力。在線充電客車不需要額外的停站充電時間。

在歐洲，在線充電技術被認為是現(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：靈活性好(行進中充電，對架空線網(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(無需配裝更多動力電池)、適用于大容量客車(除12米級標準城市客車外，更適用于鉸接客車或雙鉸接客車)。

此外，項目手冊還提及，當在線充電無軌電車系統(tǒng)形成網(wǎng)絡化后，在架空線網(wǎng)、配電設施的前期投資有望更快得到回報。

智能電網(wǎng)與配套設施逐步實現(xiàn)智能化

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

當然，實現(xiàn)公共交通電動化的可持續(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)和配套設施的技術演進同樣重要。

項目手冊中將智能化演進分為三步：首先，通過采用在線充電技術，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——德國埃伯斯瓦爾德為例，該市擁有兩條運營數(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，在其運營的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)進行充電。又如，德國柏林公交運營商BVG，該公司計劃在2030年前，實現(xiàn)公共交通車隊全部電動化運營，目前BVG計劃在斯潘道地區(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施和電池間的經(jīng)濟最優(yōu)化。

根據(jù)BVG公司的計劃，在線充電無軌電車在相關線路的50%～65%路段使用架空線充電，剩余運營區(qū)間利用動力電池運行。BVG方面稱，由于允許在行駛過程中充電，該模式對于運營時刻表不存在不利影響，并且不需額外配備車輛，運營車輛也不需要在兩端終點站或車場耗時充電、補電，將架空線與電池結合意味著更長的續(xù)駛里程，他們還計劃將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)絡變?yōu)橹悄堋⒐?jié)能的供電網(wǎng)絡。另一座參與城市荷蘭阿納姆市計劃將太陽能、風能等可再生能源與無軌電車供電線網(wǎng)進行整合。通過建設必要的儲能裝置，將光伏發(fā)電、風力發(fā)電與無軌電車的供電網(wǎng)絡融為一體。

再次，無軌電車供電系統(tǒng)變?yōu)槎嘤猛尽⒍喙δ艿?ldquo;充電走廊”。將無軌電車供電網(wǎng)絡變?yōu)槎嘤猛竟╇娋W(wǎng)絡已在歐洲多座城市進行試驗，這一舉措將可再生能源、無軌電車反向饋電、儲能裝置綜合利用，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倫敦、捷克布拉格、荷蘭阿納姆等地進行測試，測試目的是使供電線網(wǎng)可為無軌電車、輕軌、電動乘用車提供電力。

波蘭格但斯克大學測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力客車(Diesel)、傳統(tǒng)無軌電車(EV1)、夜間充電的電池電動客車(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 動力電池 充電設施;第二排：基礎設施 維護費用 能源費用;第三排：人工成本 稅費 外在性成本

可持續(xù)發(fā)展是公共交通電動化的核心

正如北京公交集團一位技術人員所說，國內(nèi)在線充電式無軌電車的發(fā)展其實是走在歐洲前面的，但或許是因為電動汽車補貼的緣故，近年來國內(nèi)在現(xiàn)代無軌電車的技術發(fā)展上略顯乏力。

全國公共交通學科首席科學傳播專家王健認為，公共交通電動化的本質(zhì)是要走可持續(xù)發(fā)展之路。中國的新能源汽車在政策和補貼支持下，雖然取得了顯著進步，但國內(nèi)公共交通電動化的進程，卻在一定程度上邁入了不可持續(xù)發(fā)展的階段。

他認為，《歐盟智慧城市無軌電車2.0》項目已充分證明，采用適當?shù)碾姵厝萘縼碇С譄o軌電車脫線運行是可持續(xù)的公共交通電動化解決方案，其核心要素是在線充電及充電基礎設施的共享和多用途?，F(xiàn)代無軌電車適當配置動力電池進行在線充電，這種智能和可持續(xù)的公共交通系統(tǒng)才是中國政府和城市實現(xiàn)零排放應當首選的解決方案。

此外，有不少業(yè)內(nèi)專家也認為，在當前電池固有特性(重量與容量等技術)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域的最優(yōu)選擇，社會各界應予以大力支持，推動全國在線充電式無軌電車的應用普及。

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、儲能設施、乘用車充電站，這一系統(tǒng)為現(xiàn)代無軌電車提供電力，同時車輛再生制動時可進行反向饋電。

上文提到，現(xiàn)代無軌電車的定義無論是在中國還是歐洲，目前都是存在爭議的。當然在實際應用過程中，國內(nèi)與歐洲的城市管理者、運營企業(yè)都進行了相應變通。隨著新能源汽車補貼的逐步退坡，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，國內(nèi)業(yè)界存在著對電動汽車的狹隘定義(所謂的純電動汽車)，偏離了車輛電驅(qū)化的本質(zhì)(電機驅(qū)動車輛)，特別是在補貼政策的誘導下駛進了“彎道”。而針對現(xiàn)代無軌電車而言，不少政策制定者、城市規(guī)劃師和交通領域工程師對這類車型缺乏足夠認知，很多觀點仍固化在30年前對傳統(tǒng)無軌電車的老舊認知上。

“這一點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)進行無軌電車相關技術的研發(fā)，但在國內(nèi)受制于市場規(guī)模和政策因素，我們在無軌電車的技術更新上還存在嚴重不足。

此外，國內(nèi)無軌電車在驅(qū)動技術的認知方面亦仍與國際水平存在較大差距。輪轂電機、輪邊電機驅(qū)動橋等驅(qū)動形式在歐洲的無軌電車中早已投入使用，但在國內(nèi)一些商用車企業(yè)和客運企業(yè)中，仍然對這一類驅(qū)動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)代無軌電車在實際應用中具備較好的減排效果、符合電動化趨勢，那么便應得到足夠的重視。

對此，專注于公共交通歷史及技術研究的宋文超也表示，“現(xiàn)代無軌電車已實現(xiàn)升級換代，無論是技術水平還是使用效果都有了突飛猛進地提升，目前國際上眾多城市，特別是被聯(lián)合國列為世界文化遺產(chǎn)街區(qū)的城市中，均有無軌電車運行，這些城市在架空線規(guī)劃、路桿設計方面，都有我們值得借鑒之處。國內(nèi)在架空線網(wǎng)整治、路桿多功能合一的改造過程中，需要切實做到精細化管理，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，需要全民參與，更需要堅持可持續(xù)發(fā)展的原則。”

以達成“雙碳”目標的角度審視公共交通電動化可持續(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，目前電池電動客車與現(xiàn)代無軌電車的區(qū)別正逐漸縮小，所以應以長遠眼光來看待車輛技術發(fā)展。如果片面追求補貼，拋棄現(xiàn)代無軌電車，拆除現(xiàn)有系統(tǒng)，而非優(yōu)化升級，很可能會失去可持續(xù)發(fā)展的良機。

關鍵詞： 在線充電技術 無軌電車 新能源 電動化