Υδρογονοκίνητο Mercedes-Benz GenH2 Truck,

Δημήτρης Μπαλής

Προ ημερών, αν ανατρέξετε στα θέματα της ενότητας Auto, είχα γράψει με τίτλο «Μήπως ήρθε η ώρα για τις κυψέλες καυσίμου υδρογόνου;» για το γεγονός ότι η Bosch, μια γερμανική εταιρεία, θα ξεκινήσει την παραγωγή συστήματος κίνησης κυψελών καυσίμου υδρογόνου, αρχικά για φορτηγά και στη συνέχεια για επιβατικά.

Και η Bosch, που εξειδικεύεται σε διάφορα συστήματα αυτοκινήτου, είναι βέβαιο ότι θα τα καταφέρει, σκοπεύοντας να βάλει στην παραγωγή το 2022 – 2023 φορτηγό με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου με ωφέλιμο φορτίο 40 τόνων.

Τώρα, μια ακόμη γερμανική εταιρεία, κατασκευάστρια φορτηγών, η Daimler Trucks, παρουσιάζοντας τη στρατηγική της για την τεχνολογία εξηλεκτρισμού των οχημάτων της, αποκάλυψε τρία φορτηγά μεγάλων αποστάσεων, το πρωτότυπο Mercedes-Benz GenH2 Truck (δοκιμές το 2023) με κυψέλη καυσίμου υδρογόνου και αυτονομία 1.000 και πλέον χιλιομέτρων με ένα μόνο ρεζερβουάρ υδρογόνου, το ηλεκτρικό Mercedes-Benz eActros LongHaul (στην παραγωγή το 2024), με μπαταρία και αυτονομία περίπου 500 χιλιόμετρα και το επίσης ηλεκτρικό Mercedes-Benz eActros για τον κλάδο των διανομών (παραγωγή το 2021), με αυτονομία περίπου 200 χιλιόμετρα.

Δεν είναι τυχαίο ότι δύο γερμανικές εταιρείες κάνουν τέτοια βήματα ως προς το υδρογόνο. Η Γερμανία, διαθέτει εδώ και χρόνια ένα σχετικά καλό δίκτυο υδρογόνου και μάλιστα χρηματοδοτεί εδώ και μία δεκαετία το υδρογόνο ως καύσιμο για τις μεταφορές. Μάλιστα, ο Andreas Scheuer, Ομοσπονδιακός υπουργός Μεταφορών και Ψηφιακών Υποδομών, επισημαίνει ότι: «Χρειαζόμαστε στους δρόμους οχήματα μεταφοράς αγαθών με μηδενικούς ρύπους, συμπεριλαμβανομένων και των φορτηγών με κυψέλες καυσίμου. Το υδρογόνο έχει τεράστιες δυνατότητες ως προς την προστασία του περιβάλλοντος και την ενίσχυση της οικονομίας. Θα συνεχίσουμε να στηρίζουμε σθεναρά την ανάπτυξη συστημάτων μετάδοσης κίνησης και καινοτομιών φιλικών προς το περιβάλλον στη Γερμανία.»

Τώρα, η καινοτομία που παρουσίασε η Daimler Trucks, έγκειται στο γεγονός ότι χρησιμοποιεί το υγρό υδρογόνο (LH2) και όχι το αέριο υδρογόνο, διότι σε αυτήν την κατάσταση, η ενεργειακή πυκνότητα είναι πολύ υψηλότερη. Ως αποτέλεσμα, τα ρεζερβουάρ ενός φορτηγού με κυψέλη καυσίμου που χρησιμοποιεί υγρό υδρογόνο είναι πολύ μικρότερα και, λόγω της χαμηλότερης πίεσης, σημαντικά ελαφρύτερα. Έτσι, αυξάνεται η χωρητικότητα φορτίου και το ωφέλιμο φορτίο. Συγχρόνως, είναι δυνατή η μεταφορά μεγαλύτερης ποσότητας υδρογόνου, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την αυτονομία των φορτηγών.

Σήμερα, η Daimler Trucks προωθεί την ανάπτυξη των απαραίτητων τεχνολογιών των συστημάτων ρεζερβουάρ, προκειμένου το υγρό υδρογόνο να μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε κινητές εφαρμογές, ως πηγή ενέργειας για φορτηγά μαζικής παραγωγής με κυψέλη καυσίμου. Ήδη, η αποθήκευση κρυογονικού υγρού υδρογόνου στους -253 βαθμούς Κελσίου αποτελεί κοινή πρακτική σε στατικές εφαρμογές, για παράδειγμα, στη βιομηχανία ή στους σταθμούς πλήρωσης υδρογόνου. Το ίδιο ισχύει για τη μεταφορά του υγρού υδρογόνου ως φορτίο.

Τα συστήματα κίνησης με μπαταρία θα χρησιμοποιούνται περισσότερο για μικρότερα φορτία και μικρότερες αποστάσεις, ενώ τα συστήματα κίνησης με κυψέλες καυσίμου τείνουν να γίνουν η προτιμώμενη επιλογή για μεγαλύτερα φορτία και μεγαλύτερες αποστάσεις.

Η εταιρεία φιλοδοξεί έως το 2039 να προσφέρει καινούρια οχήματα μόνο με ουδέτερο ισοζύγιο άνθρακα κατά τη λειτουργία οδήγησης («tank-to-wheel») σε Ευρώπη, Βόρεια Αμερική και Ιαπωνία, ωστόσο απαιτούνται ρυθμιστικές και κυβερνητικές δράσεις, όπως η δημιουργία των απαραίτητων υποδομών για τη φόρτιση με πράσινο (από ανανεώσιμες πηγές) ηλεκτρικό ρεύμα, καθώς και για την παραγωγή, την αποθήκευση και τη μεταφορά πράσινου υγρού υδρογόνου.

Αξίζει να σημειωθεί ότι όλα τα ηλεκτρικά φορτηγά της εταιρείας, αλλά και αυτά με κυψέλες καυσίμου, βασίζονται σε μια νέα αρχιτεκτονική παγκόσμιας δομοστοιχειωτής πλατφόρμας, ePowertrain.

Παράλληλα, η Daimler Truck AG και ο όμιλος Volvo, υπέγραψαν μια προκαταρκτική, μη δεσμευτική συμφωνία για τη σύσταση μιας νέας κοινοπραξίας, με σκοπό την προώθηση οχημάτων κυψελών καυσίμου.

Mercedes-Benz GenH2 Truck

Η έκδοση μαζικής παραγωγής του GenH2 Truck αναμένεται να έχει μικτό βάρος 40 τόνων και ωφέλιμο φορτίο 25 τόνων. Το υψηλό ωφέλιμο φορτίο και η μεγάλη αυτονομία επιτυγχάνονται χάρη σε δύο ειδικά ρεζερβουάρ υγρού υδρογόνου από ανοξείδωτο χάλυβα, χωρητικότητας 40 κιλών το καθένα. Το σύστημα κυψέλης καυσίμου θα παρέχει 2 x150 κιλοβάτ και περιστασιακά η μπαταρία επιπλέον 400 kW. Η χωρητικότητα αποθήκευσης της μπαταρίας, στις 70 kWh, είναι σχετικά χαμηλή, καθώς δεν προορίζεται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών, αλλά κυρίως για την υποστήριξη της ισχύος της κυψέλης καυσίμου σε συγκεκριμένες συνθήκες, για παράδειγμα, κατά την επιτάχυνση ή κατά την οδήγηση σε ανηφόρα με πλήρες φορτίο. Στα οχήματα μαζικής παραγωγής, θα επαναφορτίζεται με την ενέργεια από την πέδηση (φρενάρισμα) και το πλεόνασμα ενέργειας της κυψέλης καυσίμου. Βασικό στοιχείο της εξεζητημένης στρατηγικής λειτουργίας του συστήματος κυψέλης καυσίμου και μπαταρίας αποτελεί ένα σύστημα ψύξης και θέρμανσης, χάρη στο οποίο όλα τα εξαρτήματα διατηρούνται στην ιδανική θερμοκρασία λειτουργίας και έτσι διασφαλίζεται μέγιστη αντοχή. Σε μια έκδοση προ-παραγωγής, οι δύο ηλεκτροκινητήρες είναι σχεδιασμένοι για συνολική συνεχή ισχύ 2 x 230 kW και μέγιστη ισχύ 2 x 330 kW. Η ροπή ανέρχεται σε 2 x 1577 Nm και 2 x 2071 Nm αντίστοιχα.

Mercedes-Benz eActros LongHaul

Ενα φορτηγό μεγάλων αποστάσεων που κινείται με μπαταρία. Ιδανικό για μεταφορές μεγάλων αποστάσεων που δεν απαιτούν μεγαλύτερη αυτονομία από τα 500 περίπου χιλιόμετρα. Επίσης, επειδή οι οδηγοί φορτηγών πρέπει να κάνουν διάλειμμα τουλάχιστον 45 λεπτών, μετά από 4,5 ώρες οδήγησης, το αργότερο, στο διάστημα αυτό, μπορεί, χάρη στην τελευταία τεχνολογία φόρτισης, να αναπληρώνεται μεγάλο μέρος της ποσότητας ενέργειας που χρειάζεται για να συνεχιστεί η διαδρομή.

Η φόρτιση στο αμαξοστάσιο αποτελεί το σημαντικότερο βήμα για τη χρήση του eActros LongHaul και σημαίνει ότι μπορούν να καλυφθούν ήδη οι πρώτοι τομείς εφαρμογής. Ένα άλλο βασικό στοιχείο είναι η ευκαιριακή φόρτιση για επέκταση της αυτονομίας, π.χ. κατά την εκφόρτωση ή τη φόρτωση, όταν το ηλεκτρικό φορτηγό είναι σταματημένο ούτως ή άλλως. Μελλοντικά θα βελτιωθούν και οι υποδομές φόρτισης με δημόσιους σταθμούς κατά μήκος των βασικών οδικών αξόνων μεγιστοποιώντας την αυτονομία λειτουργίας των ηλεκτρικών φορτηγών με μπαταρία. Ένας άλλος παράγοντας που θα συμβάλλει στην ανταγωνιστικότητα των ηλεκτρικών φορτηγών με μπαταρία είναι οι νέας τεχνολογίας, πιο ανθεκτικές μπαταρίες, οι οποίες θα μειώσουν το συνολικό κόστος κτήσης στη διάρκεια του κύκλου ζωής οχήματος.

Mercedes-Benz eActros

Στις αρχές του 2018, η Daimler Trucks παρουσίασε το εξελιγμένο Mercedes-Benz eActros, ενώ από το φθινόπωρο του 2018 βρίσκονται σε εξέλιξη εντατικές, πρακτικές δοκιμές με τη συμμετοχή πελατών. Το ηλεκτρικό eActros μαζικής παραγωγής, θα είναι πολύ ανώτερο από το τωρινό πρωτότυπο σε κάποιους τομείς, όπως η αυτονομία, η ισχύς του συστήματος κίνησης και η ασφάλεια. Επίσης, το eActros μαζικής παραγωγής θα είναι αντάξιο ενός συμβατικού Actros σε ό,τι αφορά το ωφέλιμο φορτίο. Το eActros θα κυκλοφορήσει ως διαξονικό και τριαξονικό φορτηγό.

Δομοστοιχειωτή αρχιτεκτονική ePowertrain

Η τεχνολογία του ePowertrain, με ενσωματωμένη την ηλεκτροκίνηση eDrive, έχει τη μορφή ενός ηλεκτρικού φορέα, δηλαδή, ενός ηλεκτρικού άξονα με έναν ή δύο ενσωματωμένους ηλεκτροκινητήρες και κιβώτιο ταχυτήτων. Το eDrive αναπτύχθηκε εσωτερικά από τους ειδικούς της Daimler και προσφέρει διάφορα πλεονεκτήματα σε σχέση με τα συστήματα που χρησιμοποιούν έναν κεντρικό κινητήρα. Για παράδειγμα, η πιο συμπαγής σχεδίαση αυξάνει τον διαθέσιμο χώρο για την τοποθέτηση μιας μεγαλύτερης μπαταρίας υψηλότερης χωρητικότητας, γεγονός που επιδρά θετικά στην αυτονομία. Επιπλέον, η υψηλή χωρητικότητα της μπαταρίας διασφαλίζει τη μετάδοση μεγάλης ποσότητας ισχύος στον ηλεκτρικό άξονα, επιτρέποντας συνεχή τροφοδοσία ισχύος. Οι δυνατότητες ανάκτησης ενέργειας αυξάνονται επίσης μέσω του συνδυασμού μιας μεγάλης μπαταρίας με ηλεκτροκινητήρες μεγάλης ισχύος.