България може да бъде енергийно независима страна

Тролейбусният градски транспорт е повече от 3 пъти по-ефективен енергийно и над 5 пъти по-евтин от автобусния. Преминаването към електрически транспорт ще донесе всяка година икономия от почти два милиарда долара за България.

Това доказва този материал, разработен от двама експерти - инж. Владимир Бранков - главен експерт и инж. Румен Христов - главен технолог на 5-ти и 6-ти блок в АЕЦ "Козлодуй".

Тролей vs. автобус

Като основа или отправна точка на материала е взето изследване на Американската Автобусна Асоциация през 2007 година - Comparison of Energy Use & CO2 Emissions From Different Transportation Modes. Изследването обхваща 12 вида транспорт, като са включени дори въздушен и воден транспорт. Източник на данните са базата данни на Федералната транзитна администрация, Министерството на транспорта, Бюрото за транспортни статистики в САЩ.

Интерес за нас представлява сравнението между градски пътнически автобус и градски пътнически тролейбус по отношение на използването на енергия.

Измерителните единици са:

• Пропътувани мили с един галон нафта от един пътник - pass-mi/DEG
• Изразходвани Британски Топлинни Единици за една измината миля от един пътник - btu/pass-mi

От таблицата се вижда, че когато се използва тролейбус, с енергията еквивалентна на един галон дизелово гориво, един пътник изминава средно 104.4 мили. След като се преобразува резултата в използваната в България мерна единица литър се получава ,че един пътник с един литър дизелово гориво изминава 44.4 км.

Когато пътникът използва градски автобус, с енергията еквивалентна на един галон дизелово гориво един пътник изминава средно 32.5 мили или 13.8 километра с един литър.

От направените по горе изчисления са вижда, че ефективността на електрическия транспорт е 3.2 пъти по голяма. От това следва, че горивната съставка в цената на билета е 3.2 пъти по-голяма при пътническите автобуси.

Разбира се тука говорим само за разлика в ефективността на базата на изразходваната чиста енергия. Не се взимат в предвид някои съпътстващи разходи на дизеловия транспорт произтичащи от консумативите като масла, маслени филтри, горивни филтри, както и средствата за тяхната утилизация.

Не е взет в предвид и екологичния ефект от изгарянето на течните горива.

Примерен вариант

Имаме две пътнически линии с еднакви по трудност маршрути и дължина на трасето 10 км. Едната се обслужва от автобус, а другата от тролейбус. При примерна цена на нафтата 2.5 лева за литър, горивната съставка в цената на тролейбусния билет за цялото разстояние ще бъде

         ^лева,

а за автобусен билет за цялото разстояние

^лева.

Сега нека приемем, че имаме два еднакви града с население около 500 хиляди жители. В двата града маршрутните линии на градския транспорт са еднакви като дължина и трудност на трасето. В единия град транспортът е автобусен, а в другия е тролейбусен. Приемаме, че цените на билетите на градския транспорт и в двата града са еднакви.

Ако 30 процента от жителите използват градския транспорт всеки ден и изминават средно по 10 км, то това е равносилно на изминаването на 1 500 000 км от един пътник.

В  града с тролейбусен транспорт, всеки ден ще се изразходва енергийния еквивалент на

         ^{литра нафта.}

В града с автобусен транспорт, всеки ден ще се изразходва енергийния еквивалент на

         ^{литра нафта.}

Ежедневната разлика е 74 911 литра нафта, а изразена в пари е 187 278 лева.

За една година, тролейбусният град ще изразходва 68 356 287 лева по-малко.

Разбира се, че за тролейбусите е необходимо изграждането на контактна мрежа – стълбове, проводници, токоизправители и т.н., но при очевидната ефективност на електричеството, една такава инвестиция ще се изплати много бързо.

Още по-евтино

Дотук изчисленията се правеха като се приемаше, че електрическият еквивалент на един литър дизелово гориво е равен по цена на един литър нормално дизелово гориво. На практика електрическият еквивалент на един литър дизелово гориво е по-евтин от един литър нормално дизелово гориво. Тук  може да вмъкнем една скоба, че прогнозируемостта и стабилността на цените на ел. енергията и цените на течните горива са несравними - цените на течните горива са непостоянни и зависят от много вътрешни и външни фактори, което от своя страна не позволява дългосрочно планиране не само на цената на услугата, но и инвестициите в този вид транспорт.

Нека сега определим каква е “електрическата цена” на един литър дизелово гориво.Топлината на изгаряне на един килограм нафта е около 46 мегаджаула. При специфично тегло на нафтата около 0.6 килограма за литър, топлината на изгаряне на един литър е около 27.6 мегаджаула.

Един киловатчас е равен на 3.6 мегаджаула. Следователно в един литър нафта енергията в киловатчаса е

^{киловатчаса.}

Ако приемем цена 0.20 лева за един киловатчас, то цената на един литър от електрическият еквивалент на дизеловото гориво е 1.54 лева, а това е значително по-малка цена от 2.5 лева за литър дизелово гориво. Това ще доведе до допълнително увеличаване на пресметната икономия от 68 милиона лева в горния пример.

По-горе видяхме, че при тролейбусния транспорт дневно се изразходва енергийния еквивалент на 33 784 литра нафта. Видяхме, че “електрическата” цена на един литър е 1.54 лева, така че ежедневно ще се реализират допълнително икономии за още: 

 ^лева.

За една година допълнителните икономии са 11 837 913 лева.

Като съберем с получената по-рано сума получаваме

^лева.

Окончателно за една година тролейбусният град ще изразходва около 80 милиона лева по-малко енергия за градския транспорт.

Финансова ефективност на тролейбусния транспорт

Видяхме, че по отношение на изразходване на енергия, тролейбусният транспорт е 3.2 пъти по-ефективен. Нека да видим колко е по-ефективен тролейбусният транспорт спрямо автобусния по отношение на цената на консумираната енергия. Ще използваме дневната консумация на еквивалентно дизелово гориво и съответните цени.

Вижда се, че финансовата ефективност на тролейбусния транспорт е 5.2 пъти по-голяма от тази на автобусния.

Сега ще се опитаме хипотетично да приложим получените до тук резултати в български условия.

^{Данните са от преброяването на населението през 2011 г.}

Общият брой на жителите на областните градове е приблизително 3 750 000. Има градове, като например Свищов, Дупница, Горна Оряховица, Велинград и т.н., където има необходимост от градски транспорт и където може този транспорт да бъде тролейбусен.

Ако приемем, че общият брой на жителите на градове в България, където може да се използва изцяло тролейбусен транспорт, е 4 милиона, то можем да използваме получените по-горе резултати като ги приравним на 8 града с по 500 хиляди жители.

Видяхме, че за една година, един “тролейбусен” град ще икономисва около 80 милиона лева по-малко за енергия за градски транспорт. Осем такива града ще икономисват около 640 милиона лева годишно.

С колко ще се повиши консумацията на електроенергия?

От направените по горе изчисления се вижда, че в един 500 хиляден, тролейбусен град се изразходва електроенергия, еквивалентна на 33784 литра дизелово гориво. За 8 такива града, за една година, ще се изразходва електроенергия, еквивалентна на:

^{литра дизелово гориво.}

Енергията на това количество дизелово гориво е:

^{мегаджаула.}

Пресмятайки тази енергия в мегавати получаваме и допълнителното количество ел. енергия, необходима за електрическия транспорт.

 ^{мегавата}

При коефициент на разполагаемост 0.85 действителната необходима мощност за захранване на тролейбусите при изцяло електрифициран, тролейбусен градски транспорт ще бъде:

^{мегавата.}

Ако целият транспорт в България стане електрически

По време на процеса на търсене на информация в интернет попаднахме на един изключително професионално разработен документ от Министерството на транспорта, от който използвахме част от данните за нашия материал.

Тук искам да отворя една скоба по отношение на този документ. Както казах по горе това е една изключителна разработка, която показва, че в България има много добри специалисти, мислещи и работещи за оптимизиране на българската икономика и повишаване на енергийната независимост на страната. За съжаление всичко остава само на хартия без реализация в реалния живот. Препоръчвам на всеки които се е заинтересувал от проблема да прочете въпросния материал: Програмата за повишаване на енергийната ефективност в сектор „Транспорт”, чрез прилагане на мерки за енергоспестяване 2006 – 2008 година (doc).

От Програмата за повишаване на енергийната ефективност в сектор „Транспорт” ще използваме следната графика.

От нея се вижда, че през 2003 година, потреблението на течни горива в транспорта е било около 2300 ktoe, като се забелязва тенденция за нарастването му.

За следващите разсъждения, които имат илюстративен, качествен характер, ще приема, че консумацията на течни горива за транспорта е 2500 ktoe годишно.

Забележка: Авторите на програмата не са пояснили какво се крие зад мерната единица ktoe, но ние предполагаме, че става въпрос за kilo ton oil equivalent (хиляда тона петролен еквивалент).

Топлината на изгаряне на 2500 ktoe е:

_^,

а това е енергията на течните горива, които годишно се използват за транспорт в България.

Видяхме по-горе, че ефективността на електрическия градски транспорт е 3.2 пъти по-висока от ефективността на дизеловия градски транспорт. При преминаването изцяло към електрически транспорт, това число ще намалее, тъй като голям брой от превозните средства ще имат акумулатори, а това означава допълнителни трансформации на енергия и съответно допълнителни загуби на енергия. Нека намаляването на ефективността е 20 процента. В такъв случай, ефективността с която ще работя е:

.

От тук следва, че допълнителната електрическа енергия, която трябва да се произведе, за да се покрият изцяло транспортните нужди е:

Пресмятаме каква допълнителна електрическа мощност трябва да бъде инсталирана, за да се произведе това количество електроенергия при коефициент на разполагаемост 0.9.

.

Тази мощност се покрива от два блока по 1000 MW.

Следователно, два блока по 1000 мегавата са необходими за да захранват 100 процента с енергия нуждите на изцяло електрифициран транспорт в България.

Нека сега разгледаме как стоят нещата от финансова гледна точка.

Преобразуваме 2500 ktoe в кубически метри - един кубически метър петрол е 0.79 тона:

Превръщаме в барели:

Това е количеството петрол, което купуваме годишно, за да покрием нуждите на транспорта от енергия.

Ако приемем, че цената на един барел е 50 долара, каквато приблизително е сегашната, то за една година България купува петрол за един милиард долара (1 000 000 000 долара).

Приемаме че ел. енергията необходима за нуждите на транспорта ще се покрива от АЕЦ.

За два реактора по 1000 МW са необходими 110 нови касети всяка година, всяка от които струва 400 000 евро. При текущо съотношение долар/евро = 0.8, се получава, че за една година работа на реакторите, за гориво ще бъдат похарчени:

^{долара.}

Казано с думи, това са 55 милиона долара.

Какъв е ефектът?

Вижда се, че ако транспортът в България премине изцяло на електроенергия, всяка година ще реализира икономия от:

^{долара,}

което си е почти същият този един милиард долара или грубо казано, България почти няма да плаща пари за енергия за транспорт, поради използването на много по-ефективен транспорт и енергия от АЕЦ.

При 50 долара за барел всяка година от гориво в България ще се икономисват един милиард долара при преминаването на транспорта на електричество, произведено от ядрени блокове.

Няма разумен човек, който да си мисли, че цената на петрола ще се запази твърде дълго на това ниво.

При 100 долара, всяка година икономията на пари ще бъде почти два милиарда долара.

Разбира се всичко написано до тук не са някакви фантазии. Новите разработки в областта на електрическите автомобили показват, че до 10 г. те ще изпреварят автомобилите на течни горива по показатели като пробег с едно зареждане, скорост на зареждане с енергоносител, икономичност, екологично въздействие върху околната среда.

Страни, които сега ориентират своите индустриални, енергийни и транспортни стратегии в тази посока, след 10 години ще бъдат енергийно независими и лидери на пазара на тези технологии.

България има съвсем реални шансове да стане енергийно независима страна и един от лидерите в производството на електрически транспорт.

Постепенното преминаване на транспорта към електрозадвижване, ще освободи огромни суми от средства използвани до сега за закупуване на течни горива или директно и безвъзвратно инвестирани в чужди държави. В нашият случай парите остават в българската икономика и могат да бъдат инвестирани в строителството на нови ядрени блокове и ВЕИ.

Още по темата

12/05/2016

Технологии

Добре дошли в ерата на Hyperloop: Първият успешен тест е факт (видео)

09/05/2016

Технологии

В Япония бензиновите колонки официално са по-малко от електрическите

18/04/2016

Технологии

Ролс-Ройс: Ще има кораби без екипаж до 2020 г. (видео)

11/04/2016

Новини

София посреща футуристичния Hyperloop на Илон Мъск на фестивала WEBIT