“Stato dell’arte della mobilità elettrica in Europa”
Ing. Daniela Carbone Servizio Innovazioni Tecnologiche ASSTRA
ASSTRA: CHI SIAMO • ASSTRA è l’Associazione Nazionale
Italiana di Trasporto Pubblico Locale e rappresenta più di 144 Aziende che operano nel campo dei servizi del Trasporto Pubblico Urbano, Suburbano e Extraurbano attraverso:
Bus,
Tram
Filobus
Metropolitana
Ferrovie locali (non appartenenti a Trenitalia S.p.A)
Navigazione lagunare e lacuale,
Servizi scolastici e turistici
Parcheggi
Rimozione di veicoli Titre de la conférence - date 2 2
3
L’Associazione RAPPRESENTA le istanze degli operatori di trasporto pubblico e difende i loro interessi di fronte alle
Istituzioni, sia nazionali che europee.
DIFENDE i diritti e gli interessi dei propri Membri
OFFRE consulenza tecnica in ambito sociale, legale,
amministrativo, finanziario e tecnologico ai propri
associati
RACCOGLIE dati con cui assicurare un’analisi puntuale del settore
PROMUOVE il trasporto pubblico locale come fattore chiave per la
sostenibilità, agendo sulla consapevolezza del suo valore
ambientale, sociale ed economico.
“Attraverso gruppi di lavoro e commissioni con rappresentanti delle aziende associate, nonché l’organizzazione di convegni, ASSTRA riunisce gli attori rilevanti del sistema per scambiare idee e trovare soluzioni, configurandosi come rete per il business e come piattaforma per la condivisione della conoscenza”.
IL RUOLO DI ASSTRA
4 [Fonte: XII Rapporto sulla mobilità urbana in Italia – ASSTRA, ANAV, Hermes, ISFORT – 2015]
Mobilità ExtraUrbana (%)
MEZZI DI TRASPORTO Mobilità Urbana %
Mezzi Pubblici 14,0%
Mezzi Privati (auto) 79,8%
Motociclo/Ciclomotorre 6,2%
MEZZI DI TRASPORTO %
Mezzi Pubblici 15,0%
Mezzi Privati (auto) 83,3%
Motociclo/Ciclomotorre 1,7%
IL TPL IN ITALIA “Ripartizione degli spostamenti per mezzo di trasporto” Mobilità Urbana (%)
5
MEZZI DI TRASPORTO ETA’ MEDIA
AUTOBUS 12,21
Metropolitane 13,4
Tram 23,2
Ferrovie regionali 18,6
IL TPL IN ITALIA “Età media dei veicoli”
[Fonte: XII Rapporto sulla mobilità urbana in Italia – ASSTRA, ANAV, Hermes, ISFORT – 2015]
Dopo un piccolo arresto dell’aumento dell’età media del parco mezzi tra il 2012 e il 2013, l’invecchiamento degli autobus prosegue, passando a livello nazionale da 11,15 a 12,21 anni di età, un trend in costante crescita con un enorme “gap” rispetto alla media Europea
6
LA FONTE DI TRAZIONE (Parco Urbano, %)
[Fonte: XI Rapporto sulla mobilità urbana in Italia – ASSTRA, ANAV, Hermes, ISFORT – 2014]
Pur confermando il GASOLIO (86,25 %) come principale fonte di trazione per gli autobus urbani, sono già diversi anni che la ripartizione dei mezzi mostra una tendenza a favorire fonti di alimentazione alternative come il METANO (10,95 %), o i veicoli ELETTRICI (1,85%).
Diesel; 86,25
CNG; 10,95
LNG; 0,25
Elettrico; 1,85 Ibrido; 0,46
Altro; 0,21
7
LA MOTORIZZAZIONE (Parco Urbano, %)
[Fonte: XII Rapporto sulla mobilità urbana in Italia – ASSTRA, ANAV, Hermes, ISFORT – 2015]
Nell’anno 2014 si registra ancora una bassa percentuale di veicoli a basso impatto ambientale e di converso un’alta quota di autobus in dotazione Euro 0, Euro I, Euro 2 (≈33%); la maggior parte dei mezzi si concentra, nel livello Euro III e Euro V.
8 8
INDAGINE ASSTRA 2016 STRUTTURA DEL QUESTIONARIO:
SEZIONE 1 – CARATTERISTICHE DEL PARCO SEZIONE 2 – AUTOBUS ELETTRICI SEZIONE 3 – AUTOBUS IBRIDI
…allo stato attuale hanno risposto ai questionari le seguenti Aziende: Arezzo TIEMME S.p.A., Bari AMTAB S.p.A., Bolzano SAD S.p.A., Brescia BT S.p.A.; Cagliari ARST S.p.A.; Cagliari CTM S.p.A.; Chieti TUA S.p.A.; Cosenza AMACO S.p.A.; Napoli ANM S.p.A.; Pisa CTT Nord S.r.l.; Sassari ATP S.p.A., Torino GTT S.p.A., Trento TTE S.p.A.; Trieste TT S.p.A.; Venezia ACTV S.p.A.
CAMPIONE ATTUALE: 15 AZIENDE
9 9
LA FONTE DI TRAZIONE: Indagine ASSTRA 2016 (Parco Urbano, %)
Benzina 0%
CNG 22%
Diesel 77%
Elettrico 1%
Ibrido 0%
LNG 0%
Il GASOLIO rimane la principale fonte di trazione per gli autobus urbani, con il 77% dei mezzi, tuttavia si evidenzia un forte incremento del METANO, che raggiunge la quota del 22 %. Per quanto riguarda l’ELETTRICO, il calo in termini di numeri tiene conto della dismissione dei veicoli elettrici di prima generazione.
+11%
“AUTOBUS ELETTRICI" Modello Costruttore Anno di
registrazione N° Lunghezza (m)
Posti totali
Batteria Tipologia Capacità Autonomia
ALFA YS120GBEV
JIANGSU ALFA 2013 1 11,77 64 Litio Ferro
fosfato 310 Kwh Km 180 ca
ALE – EL RAMPINI 2014 2 7,72 44 Litio Ferro fosfato 180 Kwh Km 120 ca
GULLIVER U520 SP TECNOBUS 2007 4 5,3 20 - 585 Ah 6 ore
ELFO EPT - CACCIAMALI 2003 23 7,48 40 Litio Ferro
fosfato 66,56 KWh 80 km
Alfa Bus YS6123GBEV
Jangsu Alfa Bus Co. 2016 2 11,99 71 Litio Ferro
Fosfato 75 Ah Previsti 2000 cicli
DEPOSITO STRADA Specificare il tipo di stazione di
ricarica utilizzato Induzione Conduzione Induzione Conduzione Pant.Down Pant. Up Altro Plug-In Pant.Down Pant. Up Altro Plug-In
X -
X -
X -
X Deposito : ricarica conduttiva plug-in Marca ENOVA / EPT Carica lenta : 220VAC 6,6kW Carica rapida : 336VCC 40kW
X Ricarica rapida induttiva presso 4 capilinea (8 punti di ricarica) Marca IPT / WAMPFLER Carica rapida : 20kHz 70 kW
X Stazione di ricarica alimentata da corrente a 380V trifase
10
Bari AMTAB S.p.A.
Torino GTT S.p.A. Trieste TT
S.p.A.
Arezzo TIEMME S.p.A.
32 VEICOLI ELETTRICI
11
IN EUROPA?
Dati estrapolati dal Working Group “BUS COMMITTEE”, Fuel and Traction Systems Observatory 2016. Presentazioni a cura di TMB Barcellona, Francisco GONZALEZ e ASSTRA, Daniela Carbone.
12 12
THE QUESTIONNAIRE
SECTION 1: GENERAL INFORMATION SECTION 2: HYBRID VEHICLES SECTION 3: ELECTRIC VEHICLES
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory - PRESENTATION OF THE SURVEY – ASSTRA, Daniela Carbone - Bus Committee – 2016]
13 13 [Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory - PRESENTATION OF THE SURVEY – ASSTRA, Daniela Carbone - Bus Committee – 2016]
THE EUROPEAN SAMPLE
COMPANIES 18
KIND OF SERVICE
VEHICLE KILOMETERS 848.956.946 *
PASSENGER TRIPS
4.115.948.209 * *Missing Data of 1 Company
72%
6%
22%
URBAN
EXTRAURBAN
MIXED
14 14
COUNTRY CITY COMPANY TOTAL BUSES
TOTAL HYBRID
TOTAL ELECTRIC
TOTAL CNG/LNG TOTAL DIESEL OTHER
BELGIUM BRUSSELS STIB - MIVB 679 0 0 0 679 0
CZECH REPUBLIC PRAGUE Prague Public Transit Co. Inc. 1175 2 1 0 1172 0
ESTONIA TALLIN Tallinna Linnatranspordi AS 451 24 0 0 427 0 FRANCE MARSEILLES RTM 633 2 1 0 630 0
FRANCE PARIS RATP (Régie Autonome des Transports Parisiens) 4573 220 13 84 4256 0
FRANCE All subsidiaries of FRANCE TRANSDEV 17474 70 40 465 16899 0
GERMANY BERLIN Transdev GmbH 1044 0 0 0 1044 0
GERMANY KOLN Kölner Verkehrs-Betriebe A.G. 222 2 0 0 220 0
GERMANY MUENSTER Stadtwerke Muenster 129 2 5 0 122 0
ITALY CAGLIARI CTM 235 0 0 0 271 0
ITALY MILANO ATM 1401 7 2 0 1392 0
ITALY TRIESTE Trieste Trasporti 271 0 0 0 235 0
NETHERLANDS AMSTERDAM GVB 198 0 0 0 198 0 SERBIA BELGARDE GSP Beograd 975 0 0 10 965 0
SPAIN BARCELONA TRANSPORTS DE BARCELONA S.A. (TMB) 1060 159 5 400 496 0
SPAIN BARCELONA Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) 700 16 0 0 684 0
SPAIN MADRID EMT MADRID, S.A. 1908 30 20 765 1093 0
SWEDEN STOCKHOLM AB Storstockholms Lokaltrafik 263 52 8 0 203 0
THE FLEET IN EUROPE [Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory - PRESENTATION OF THE SURVEY – ASSTRA, Daniela Carbone - Bus Committee – 2016]
95 ELECTRIC VEHICLES
15
COMPANY TOTAL BUSES TOTAL HYBRID
TOTAL ELECTRIC
TOTAL CNG/LNG
TOTAL DIESEL OTHER
Arriva PLC 19529 454 72 117 18229 657
ARRIVA PLC
COMPANY COUNTRY TOTAL BUSES TOTAL HYBRID
TOTAL ELECTRIC
TOTAL CNG/LNG
TOTAL DIESEL OTHER
Keolis
France 1322 184 42 965 N/A N/A Sweden 1563 81 3 469 N/A 995 Denmark 24 23 1 N/A N/A N/A Netherlands 49 N/A N/A 49 N/A N/A Belgique 2 2 N/A N/A N/A N/A USA 220 75 N/A 133 N/A 12
KEOLIS
OTHER COMPANIES…
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory - PRESENTATION OF THE SURVEY – ASSTRA, Daniela Carbone - Bus Committee – 2016]
46 ELECTRIC VEHICLES
72 ELECTRIC VEHICLES
16
THIS STUDY OF CHARGING SYSTEMS IS GETTING INFORMATION FROM • ZeEUS PROJECT MAIN DEMOS • ZeEUS PROJECT OBSERVATORY
BECAUSE OF THESE ORIGINS, THE SYSTEMS ANALYSED ARE BASICALLY EUROPEAN.
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
CHARGING SYSTEMS
SLOW CHARGING (usually OVERNIGHT)
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
18
Always CONDUCTIVE
PLUG – IN LIMITED TO 100 kW
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
BARCELONA - IRIZAR i2e BONN - BOZANKAYA SILEO
PARIS - BOLLORE Blue Bus WARSAW - SOLARIS Urbino
SEVERAL BUSES ARE USING ONLY THIS SYSTEM
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
FAST CHARGING
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
21
SEVERAL TECHNOLOGIES • INDUCTIVE 100 to 200 kW • CONDUCTIVE 200 to 500 kW
Pantograph Up Pantograph Down Articulated Arm
• CONDUCTIVE to Ultracaps • BATTERY TROLLEY
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
22
100kW Charging station comprises of two 50kW coils
• Cool & Heating unit • Control unit
Module Dimensions
Length - 3100mm Width - 1550 Height - 1030
Weight • In Ground Module 5300kg •Charging Module 2800kg
IPT Ground Charging Station
LONDON INDUCTIVE
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
23
LONDON
Driver lowers bus to automatically achieve air gap of 150mm between coils - Charging process can start
Driver uses CCTV monitor to align markers on the screen and ground
24
Project PRIMOVE e-Bus – BRAUNSCHWEIG (Germany) First commercial e-Bus route – M19 Braunschweig
INDUCTIVE OTHER DEMO’s BERLIN – MANNHEIM - Braunschweig
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
25
200 kW CHARGING STATION
Project PRIMOVE e-Bus – BRAUNSCHWEIG (Germany)
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
26
CONDUCTIVE PANTOGRAPH UP
BARCELONA
SOLARIS URBINO ARTIC.
450 kW CHARGING STATION
27 27
Contact hood
4,50m hight
Mounting device Current rails
Contact head with contact elements
Linear bearing for compensation of the different bus positions
Structure arm
Base frame
Electrical lowering unit Raising springs
Insulators 3,7kV
Schunk Bahn- und Industrietechnik GmbH
Components of Pantograph
TMB – BARCELONA
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
28
Stops: 22 in each direction Feeding stops: 7+5 400 kW 15 s. Feeding Terminals: 2 200 kW 5 m
Project TOSA Transport with Optimized Powering System
Line 5: Palexpo - Hôpital
CONDUCTIVE PANTOGRAPH UP
8.8 km
GENEVE
HESS ARTICULATED [Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
29
CONDUCTIVE PANTOGRAPH DOWN STOCKHOLM
150 kW CHARGING STATION
VOLVO 7900 PLUG-in HYBRID
SIEMENS CHARGING SYSTEM
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
30
CONDUCTIVE PANTOGRAPH DOWN PLZEN
SKODA PERUN BUS
600 kW CHARGING STATION
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
31
VOLVO 7900 PLUG-in HYBRID
CONDUCTIVE PANTOGRAPH DOWN
HAMBURG LINE 109
300 kW CHARGING STATION
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
32
CONDUCTIVE ARTICULATED ARM
MÜNSTER
NICE-AIRPORT
500 kW CHARGING STATION
WATT SYSTEM - BATT + ULTRACAPS 800 m. range only with Ultracaps
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
33
CONDUCTIVE TO ULTRACAPS
BELGRADE
HIGHER BUS - SIEMENS TRACTION SYS. CHARIOT ELECTRICBUS CHARGING
34
•Principle: Electro static •High power •High efficiency 92-98% •Temperature range: -30 +65 C. •Short charge on terminal 5-8 min •The flexibility of the rapid charging and discharging •Larger lifetime: min 10 years •Suitability of recycling •Capacity : 20 kWh
Storage using super capacitors CONDUCTIVE TO ULTRACAPS
• Acceptable charge time • Ability to connect to the trolleybus and tram contact network ( DC), or public distribution electric grid (AC) • E.bus can work all day (especially important in summer when air conditioning is used as a large consumer)
Opportunity charge on Terminus via pantograph
Position of super capacitors [Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
35
TROLLEYBUS WITH BATTERIES CAGLIARI
TROLLEYBUSES VOSSLOH/VAN HOOL - SOLARIS
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]
36
OPPORTUNITY CHARGING SELECTION CHARGING TIME (min.) POWER STANDARD 12 m. (15 kW) ARTICULATED 18 m. (24 kW) 100 kW 9,0 14,4 200 kW 4,5 7,2 300 kW 3,0 4,8 400 kW 2,3 3,6 (*) +5-10% if using INDUCTIVE Charging
[Fonte: Fuel &Traction Systems Observatory CHARGING SYSTEMS for ELECTRIC Buses – ASSTRA, Daniela Carbone & TMB, Francisco Gonzalez - Bus Committee – 2016]