Wydarzenie poświęcone było przede wszystkim technice pojazdów ciężarowych z napędem na wodorowe ogniwa paliwowe, przeznaczonych do transportu dalekobieżnego. Pierwszą ciężarówką napędzaną ogniwami paliwowymi jest Mercedes-Benz GenH2 Truck, który miał 21 września br. swoją światową premierę jako pojazd koncepcyjny.

Prezentując GenH2 Truck, Daimler Trucks po raz pierwszy pokazuje swoje pełne zaangażowanie w rozwój konkretnych rozwiązań technicznych, które mają umożliwić ciężkim ciężarówkom z napędem na ogniwa paliwowe, o zasięgu przekraczającym nawet 1000 kilometrów na jednym tankowaniu, realizację różnorodnych i wymagających zadań w transporcie dalekobieżnym.

Rozpoczęcie testów GenH2 Truck z udziałem klientów zaplanowano na rok 2023, natomiast jego produkcja seryjna ma ruszyć w drugiej połowie obecnej dekady. Dzięki zastosowaniu wodoru ciekłego, charakteryzującego się znacznie większą gęstością energetyczną niż wodór w stanie gazowym, osiągi takiego pojazdu powinny dorównywać osiągom porównywalnej konwencjonalnej ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym.

Ponadto Daimler Trucks po raz pierwszy zapowiedział elektryczną ciężarówkę do transportu dalekobieżnego, napędzaną wyłącznie akumulatorowo – czyli pojazd Mercedes-Benz eActros LongHaul, który ma energooszczędnie obsługiwać regularne przejazdy możliwymi do zaplanowania trasami. Gotowość eActrosa LongHaul do produkcji seryjnej przewiduje się na rok 2024. Jego zasięg po jednokrotnym ładowaniu akumulatorów ma wynieść ok. 500 kilometrów.

Natomiast już w przyszłym roku Daimler Trucks uruchomić ma produkcję seryjną ciężkiej ciężarówki napędzanej wyłącznie elektrycznym napędem akumulatorowym. Będzie to zaprezentowany w roku 2018 Mercedes-Benz eActros do transportu dystrybucyjnego, który od tego czasu jest intensywnie testowany przez klientów w codziennych zadaniach transportowych. Zasięg seryjnego eActrosa po jednokrotnym ładowaniu akumulatorów ma znacznie przekroczyć zasięg prototypu, wynoszący ok. 200 kilometrów.

Podobne plany produktowe i harmonogramy, jak w Europie, Daimler Trucks realizuje na rynkach Ameryki Północnej i Japonii. Do roku 2022 oferta pojazdów koncernu na głównych rynkach zbytu ‒ w Europie, Stanach Zjednoczonych i Japonii ‒ ma zawierać seryjne pojazdy z elektrycznym napędem akumulatorowym. Firma wyznacza sobie ponadto ambitny cel, aby do roku 2039 na rynku europejskim, japońskim i północnoamerykańskim oferować już tylko takie samochody nowe, których eksploatacja podczas jazdy („tank to wheel”) będzie miała neutralny bilans CO2.

Tzw. ePowertrain, jako nowa ogólnoświatowa architektura platformowa, stanowić ma podstawę techniczną dla wszystkich średniociężkich i ciężkich seryjnych ciężarówek Daimler Trucks z napędem w pełni elektrycznym o lokalnie neutralnym bilansie emisji CO2 – zarówno tych napędzanych wyłącznie akumulatorowo, jak i zasilanych wodorowymi ogniwami paliwowymi. System ten ma charakteryzować się wysoką mocą, efektywnością i trwałością. Poprzez zastosowanie ePowertrain Daimler Trucks planuje uzyskać efekty synergii i skali dla wszystkich odpowiednich pojazdów i rynków.

Taką strategię techniczną przedstawili w berlińskim centrum eventowym, STATION-Berlin, Martin Daum, prezes zarządu Daimler Truck AG i członek zarządu Daimler AG, oraz Sven Ennerst, członek zarządu Daimler Truck AG, odpowiedzialny za rozwój, zakupy i region Chin. Jednym z mówców był także Andreas Scheuer, federalny minister transportu i infrastruktury cyfrowej Niemiec.

Konstruktorzy Daimler Trucks oparli charakterystykę pojazdu GenH2 Truck na parametrach siły napędowej, zasięgu i mocy konwencjonalnego pojazdu ciężarowego Mercedes-Benz Actros do transportu dalekobieżnego. GenH2 Truck ma więc w swoim wariancie seryjnym oferować ładowność 25 ton przy masie całkowitej 40 ton. Tak dużą ładowność oraz ogromny zasięg umożliwią dwa specjalne zbiorniki ciekłego wodoru, a także wydajny system ogniw paliwowych. To one stanowią więc rdzeń projektu GenH2 Truck.

Projektując zbiornik ciekłego wodoru, eksperci koncernu Daimler mogą korzystać z posiadanej wiedzy specjalistycznej, a ponadto ściśle współpracują z partnerem zewnętrznym. W dziedzinie ogniw paliwowych producent dysponuje już kilkudziesięcioletnim doświadczeniem swoich ekspertów, zarówno pod względem technicznym, jak i w zakresie metod oraz procesów produkcyjnych.

W kwietniu bieżącego roku Daimler Truck AG i Volvo Group zawarły wstępne, niewiążące porozumienie o utworzeniu nowej spółki joint venture, której celem jest rozwój systemów ogniw paliwowych do zastosowań w ciężkich pojazdach użytkowych i w innych obszarach. Połączenie sił powinno obniżyć koszty rozwoju ponoszone przez obie firmy oraz przyspieszyć wprowadzenie na rynek systemów ogniw paliwowych.

Spółka joint venture wykorzystać ma doświadczenie i fachową wiedzę Daimler Truck AG i Volvo Group w tej dziedzinie. Aby umożliwić realizację wspólnego przedsięwzięcia z Volvo Group, spółka Daimler Truck AG połączyła wszystkie działania koncernu związane z ogniwami paliwowymi w nowo utworzonej spółce zależnej Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG.

Daimler Trucks preferuje wodór ciekły (LH2), gdyż jako nośnik energii w tym stanie skupienia ma on znacznie większą gęstość energetyczną w stosunku do objętości niż wodór w stanie gazowym. Dzięki temu zbiorniki ciekłego wodoru w pojeździe ciężarowym napędzanym ogniwami paliwowymi mogą być znacznie mniejsze, a ze względu na niższe ciśnienie – także znacznie lżejsze. Pozwalać ma to na uzyskanie większej przestrzeni ładunkowej i większej ładowności ciężarówek. Jednocześnie można zatankować więcej wodoru, co znacznie zwiększa zasięg pojazdu. Tak więc seryjny GenH2 Truck, podobnie jak odpowiednie konwencjonalne ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym, nadawać ma się do wielodniowych operacji transportowych na długich dystansach o wysokiej dziennej przepustowości energii.

Obecnie Daimler Trucks przyspiesza prace nad niezbędnymi rozwiązaniami technicznymi w zakresie systemów zbiorników, które umożliwią wykorzystanie ciekłego wodoru również w zastosowaniach mobilnych – jako nośnika energii w seryjnych pojazdach ciężarowych napędzanych ogniwami paliwowymi. W zastosowaniach stacjonarnych, na przykład w przemyśle lub na stacjach tankowania wodoru, magazynowanie kriogenicznego wodoru ciekłego w temperaturze -253 stopni Celsjusza jest już powszechną praktyką. Dotyczy to również transportu ciekłego wodoru jako ładunku.

Dla seryjnej wersji GenH2 Truck przewidziano dwa zbiorniki ciekłego wodoru ze stali nierdzewnej, o łącznej pojemności użytkowej 80 kg (40 kg każdy), które dzięki swej dużej pojemności umożliwią pokonywanie znacznych odległości. Konstrukcja systemu zbiorników ze stali szlachetnej opiera się na połączeniu ze sobą dwóch rur, umieszczonych jedna w drugiej i izolowanych próżniowo.

W seryjnej wersji GenH2 Truck system ogniw paliwowych ma dostarczać moc 2 x 150 kW, a akumulator dodatkowo 400 kW w ograniczonym czasie. Pojemność akumulatora jest stosunkowo niewielka i wynosi 70 kWh, ponieważ nie jest on przeznaczony do zasilania, ale ma być jedynie dołączany w celu sytuacyjnego wsparcia ogniwa paliwowego, na przykład w przypadku wystąpienia szczytowych obciążeń podczas przyspieszania lub podczas jazdy pod górę z pełnym ładunkiem.

Stosunkowo niewielka masa akumulatora umożliwiać ma jednocześnie zwiększenie ładowności. W pojeździe seryjnym akumulator ma być ładowany z wykorzystaniem energii hamowania i energii nadmiarowej z ogniw paliwowych. Zasadniczym elementem wyrafinowanej strategii działania systemu ogniw paliwowych i akumulatora jest układ chłodzenia i ogrzewania, który utrzymywać ma wszystkie elementy w idealnej temperaturze roboczej, zapewniając im w ten sposób maksymalną żywotność. W wersji przedseryjnej dwa silniki elektryczne pojazdu zostały zaprojektowane do osiągania łącznej mocy ciągłej 2 x 230 kW i maksymalnej 2 x 330 kW. Ich moment obrotowy wynosi odpowiednio 2 x 1577 Nm i 2 x 2071 Nm.

Ciężarówka do transportu dalekobieżnego z elektrycznym napędem akumulatorowym – Mercedes-Benz eActros LongHaul – ma należeć do tej samej klasy pojazdów co GenH2 Truck. Jej charakterystyka ma być w dużej mierze zbieżna z charakterystyką seryjnej wersji GenH2 Truck lub konwencjonalnej ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym. Stosunkowo krótki zasięg eActrosa LongHaul na jednym ładowaniu rekompensować ma jego wysoka efektywność energetyczna; elektryczne napędy akumulatorowe odznaczają się bowiem najwyższą sprawnością spośród napędów alternatywnych. Przedsiębiorstwom transportowym zapewniać ma to znaczące korzyści w scenariuszach zastosowań przewidzianych dla eActrosa LongHaul ze względu na niskie koszty energii.

W praktyce operacyjnej przewoźników znaczna część zastosowań dalekobieżnych, chociażby ze względu na długość tras, nie wymaga zasięgu większego niż około 500 km, które eActros LongHaul ma pokonywać na jednym ładowaniu. Ponadto w niektórych przypadkach konieczność korzystania z większych zasięgów ograniczają wymogi prawne w zakresie czasów kierowania, obowiązujące kierowców pojazdów ciężarowych.

Przykładowo kierowcy ciężarówek w Unii Europejskiej po upływie maksymalnie 4,5 godziny kierowania pojazdem muszą zrobić co najmniej 45-minutową przerwę. W tym czasie, dzięki ultranowoczesnym urządzeniom ładującym, można doładować akumulatory znaczną częścią energii koniecznej do dalszej jazdy. Przy odpowiednich odległościach i możliwościach ładowania, eActros LongHaul ma być więc odpowiednim wyborem dla firm transportowych, operujących regularnie na możliwych do zaplanowania trasach.

eActros LongHaul ma pojawić się na rynku w połowie dekady, jeszcze przed ciężarówką GenH2 Truck. Także konieczną infrastrukturę ładowania firmy transportowe mogą stworzyć w swoich bazach w krótkim czasie i po stosunkowo niskich kosztach. System ładowania pojazdów w bazie, tzw. „depot charging”, stanowić ma najważniejszy krok ku możliwości użytkowania eActrosa LongHaul, a więc także umożliwiać zaspokojenie potrzeb w ramach pierwszych obszarów zastosowań.

Kolejnym kluczowym elementem jest zwiększające zasięg pojazdu ładowanie okazjonalne, na przykład w punktach załadunku i rozładunku, gdzie elektryczna ciężarówka i tak się zatrzymuje. W przyszłości coraz ważniejszym filarem będzie również ładowanie na ogólnodostępnych stacjach, położonych wzdłuż centralnych osi transportowych ‒ rozbudowana infrastruktura ładująca maksymalizuje zasięg operacyjny samochodów ciężarowych z elektrycznym napędem akumulatorowym. Do zwiększenia konkurencyjności elektrycznych ciężarówek przyczynić mają się następnie nowe akumulatory o wydłużonej żywotności, które obniżą całkowite koszty eksploatacji w cyklu życia pojazdu.

Na targach motoryzacyjnych IAA 2016 Daimler Trucks, jako pierwszy producent na świecie, zaprezentował ciężki pojazd ciężarowy z napędem elektrycznym. Na początku 2018 roku producent celebrował światową premierę udoskonalonego Mercedes-Benz eActrosa, a od jesieni 2018 roku trwają jego intensywne testy praktyczne w firmach klientów.

Wnioski wypływające z testów klienckich wnoszą bezpośredni wkład w dalszy rozwój prototypu – aż po jego wdrożenie do produkcji seryjnej. Do tej pory pokazały one, że eActros napędzany wyłącznie elektrycznym napędem akumulatorowym jest idealny do ekologicznego, ciężkiego transportu dystrybucyjnego. Pod względem dostępności i wydajności nie ustępuje konwencjonalnej ciężarówce z silnikiem wysokoprężnym.

Jednak w niektórych aspektach seryjny eActros ma być zdecydowanie lepszy od dotychczasowego prototypu – np. pod względem zasięgu, osiągów napędu i bezpieczeństwa. Natomiast jego ładowność dorównać ma ładowności konwencjonalnego Actrosa. eActros pojawić ma się na rynku w wersji dwu- i trzyosiowej. Daimler Trucks włączyć ma ten pojazd w kompleksowy ekosystem, obejmujący m.in. usługi doradztwa w zakresie wszelkich aspektów elektrycznej mobilności, a więc także analizy tras, dostępnych subwencji, wsparcia operacyjnej integracji floty i wypracowania odpowiednich rozwiązań w zakresie infrastruktury.

Źródło: Daimler Trucks