Τα φορτηγά του αύριο: Ηλεκτρισμός και υδρογόνο κινούν τις επίγειες μεταφορές

Η κατασκευάστρια εταιρεία φορτηγών Daimler Trucks παρουσίασε πριν λίγες ημέρες την στρατηγική της για την τεχνολογία εξηλεκτρισμού των οχημάτων της, τα οποία καλύπτουν μια γκάμα που περιλαμβάνει από τις αστικές διανομές μέχρι τις διεθνείς μεταφορές μεγάλων αποστάσεων.

Το Mercedes-Benz GenH2 Truck, το πρωτότυπο όχημα που έκανε  παγκόσμια πρεμιέρα, φέρει το πρώτο σύστημα μετάδοσης κίνησης με κυψέλη καυσίμου.

Με το GenH2 Truck, η Daimler παρουσιάζει για πρώτη φορά τις τεχνολογίες τις οποίες προάγει με ταχύτατους ρυθμούς, προκειμένου τα βαριά φορτηγά με κυψέλη καυσίμου να μπορούν να εκτελούν ευέλικτες και απαιτητικές μεταφορές μεγάλων αποστάσεων, προσφέροντας αυτονομία 1.000 και πλέον χιλιομέτρων με ένα μόνο ρεζερβουάρ υδρογόνου.

Σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα της Daimler Trucks, οι δοκιμές του GenH2 Truck από πελάτες θα ξεκινήσουν το 2023 και η μαζική παραγωγή κατά το δεύτερο μισό της δεκαετίας. Χάρη στη χρήση υγρού αντί αέριου υδρογόνου, με υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, οι επιδόσεις του οχήματος αναμένεται να είναι αντίστοιχες εκείνων ενός συγκρίσιμου, συμβατικού πετρελαιοκίνητου φορτηγού.

Επίσης, η εταιρεία παρουσίασε μια πρώτη εικόνα του eActros Long Haul, ενός φορτηγού μεγάλων αποστάσεων που κινείται αμιγώς με μπαταρία και σχεδιάστηκε για ενεργειακά αποδοτικές μεταφορές σε κανονικές αποστάσεις και προγραμματιζόμενα δρομολόγια.

Η μαζική παραγωγή του eActros Long Haul αναμένεται να ξεκινήσει το 2024.

Η αυτονομία του θα ανέρχεται σε περίπου 500 χιλιόμετρα με μία φόρτιση της μπαταρίας. Επιπλέον, με το eActros για τον κλάδο των διανομών, το οποίο είχε ήδη παρουσιαστεί το 2018 και έκτοτε έχει υποβληθεί σε εντατικές δοκιμές από πελάτες σε συνθήκες καθημερινής χρήσης, η Daimler θα ξεκινήσει το επόμενο έτος την μαζική παραγωγή ενός βαρέως φορτηγού που κινείται αμιγώς με μπαταρία.

Η αυτονομία του eActros μαζικής παραγωγής με μία φόρτιση της μπαταρίας θα ξεπερνά κατά πολύ τα περίπου 200 χιλιόμετρα του πρωτοτύπου.

Την τεχνολογική βάση όλων των πλήρως ηλεκτρικών ή υδρογόνου φορτηγών θα αποτελέσει η νέα αρχιτεκτονική παγκόσμιας δομοστοιχειωτής  πλατφόρμας ePowertrain. Χαρακτηριστικά της θα είναι οι υψηλές επιδόσεις, η αποδοτικότητα και η αντοχή.

Συνεργασία με την Volvo

Σε ό,τι αφορά την ελκτική ισχύ, την αυτονομία και τις επιδόσεις του GenH2 Truck, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν ως βάση τις δυνατότητες του συμβατικού φορτηγού Actros. Για παράδειγμα, 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 και ένα ιδιαίτερα ισχυρό σύστημα κυψέλης καυσίμου, που κατ’ επέκταση αποτελούν τον πυρήνα της ιδέας του GenH2 Truck.

Για την ανάπτυξη των ρεζερβουάρ υγρού υδρογόνου, οι ειδικοί της Daimler βασίζονται στην υφιστάμενη τεχνογνωσία και ταυτόχρονα συνεργάζονται στενά με την Volvo. Η Daimler προτιμά τη χρήση υγρού υδρογόνου (LH2), διότι σε αυτήν την κατάσταση, η ενεργειακή πυκνότητα του φορέα ενέργειας σε σχέση με τον όγκο είναι πολύ υψηλότερη συγκριτικά με το αέριο υδρογόνο.

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. Χάρη σε όλα αυτά, το GenH2 Truck μαζικής παραγωγής είναι εξίσου κατάλληλο με ένα συμβατικό, πετρελαιοκίνητο φορτηγό για πολυήμερες, δύσκολα προγραμματιζόμενες μεταφορές μεγάλων αποστάσεων, αλλά και για περιπτώσεις όπου η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας είναι υψηλή.

Σήμερα, η μάρκα 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 δύο ρεζερβουάρ υγρού υδρογόνου από ανοξείδωτο χάλυβα που θα χρησιμοποιηθούν στην έκδοση σειράς του GenH2 Truck θα διαθέτουν ιδιαίτερα υψηλή χωρητικότητα 80 κιλών (40 κιλών το καθένα), ώστε να καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις.

Το σύστημα ρεζερβουάρ από ανοξείδωτο χάλυβα αποτελείται από δύο σωλήνες, που είναι τοποθετημένοι ο ένας μέσα στον άλλον, συνδεδεμένοι μεταξύ τους και διαθέτουν μόνωση κενού. Στην έκδοση σειράς του GenH2 Truck, 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. Ταυτόχρονα, η σχετικά ελαφριά μπαταρία συνεπάγεται αυξημένο ωφέλιμο φορτίο.

Στα οχήματα μαζικής παραγωγής, θα επαναφορτίζεται με την ενέργεια από την πέδηση 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 eActros Long Haul

Στην ίδια κατηγορία με το GenH2, η εταιρεία θα παρουσιάσει και το eActros LongHaul, ένα φορτηγό μεγάλων αποστάσεων που κινείται με μπαταρία.

Τα χαρακτηριστικά του θα είναι ως επί το πλείστον όμοια με εκείνα του GenH2 Truck μαζικής παραγωγής ή ενός συμβατικού πετρελαιοκίνητου φορτηγού. Την σχετικά μικρή αυτονομία του φορτηγού με μία φόρτιση της μπαταρίας αντισταθμίζει η υψηλή ενεργειακή αποδοτικότητα, καθώς η ηλεκτροκίνηση με μπαταρία είναι το πιο αποδοτικό εναλλακτικό σύστημα κίνησης.

Έτσι, οι μεταφορικές επιχειρήσεις που θα χρησιμοποιήσουν το eActros LongHaul στις εφαρμογές για τις οποίες προβλέπεται θα εξασφαλίσουν σημαντικά πλεονεκτήματα λόγω του χαμηλού ενεργειακού κόστους. Πολλές από τις πρακτικές εφαρμογές μεγάλων αποστάσεων των μεταφορικών επιχειρήσεων δεν απαιτούν μεγαλύτερη αυτονομία από τα 500 περίπου χιλιόμετρα που θα μπορεί να καλύπτει το eActros LongHaul με μία φόρτιση.

Νίκος Τσάδαρης