Von fossilen Brennstoffen zu Wasserstofflösungen

Vom 16. bis 19. April 2023, Prins | Westport Fuel Systems nahm an der Automotive Week 2023 auf dem Automotive Campus in Helmond teil. Bas ten Broeke, Technology Director HD, stellte die neuesten Innovationen der Unternehmen für den Schwerlasttransport vor: H2-HPDI und H2-DF. Mit diesen Technologien können neue und im Einsatz befindliche Lkw mit anderen Kraftstoffen als Diesel fahren, beispielsweise mit Wasserstoff. Auf diese Weise tragen wir zu den niedrigeren Emissionszielen bei, was zu günstigen Gesamtbetriebskosten (geringere Investitionskosten) führt.

H2-Wasserstofftechnologien für Schwerlasttransporte: H₂ HPDI^TM und H₂ DF.

Das HPDI-Kraftstoffsystem von Westport ist seit 2018 in Europa für schwere Erdgas-Lkw von Erstausrüstern (OEM) kommerziell erhältlich und hat sich in dieser Zeit stark etabliert. Während ein mit HPDI-Kraftstoffsystem ausgestatteter Motor, der mit Erdgas und insbesondere erneuerbarem Erdgas betrieben wird, eine erhebliche Reduzierung der Treibhausgase (THGs) ermöglicht. Es war auch klar, dass die Verfügbarkeit von Wasserstoff als Kraftstoff ein wichtiger Gesichtspunkt war, insbesondere für schwere Lkw im Fernverkehr. Untersuchungen und eine Überprüfung der ersten Demonstrations-Lkw zeigen, dass ein moderner, hochmoderner Motor, der mit dem HPDI-Kraftstoffsystem ausgestattet und mit Wasserstoff betrieben wird, Wirkungsgrade von über 50 % erreichen und gleichzeitig den CO2-Ausstoß um bis zu 97 % reduzieren kann, und dass alles unter Beibehaltung der Effizienz vorhandener Antriebsstrang. H2 HPDITM ist ein Common-Rail-System mit Pilot-/Zündkraftstoff und H2, die beide unabhängig voneinander gesteuert werden.

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Die Dual-Fuel-Technologie für Verbrennungsmotoren basiert auf der Dampfeinspritzung von Wasserstoff als Sekundärkraftstoff in einen vorhandenen Dieselmotor. Die eingespritzte Dieselmenge* wird reduziert und Sekundärkraftstoff wird eingespritzt, um die reduzierte Dieselmenge zu ersetzen. Das Prins-ECU berechnet die Menge an eingespritztem H2 abhängig von Motorlast und -geschwindigkeit und anderen Faktoren. Wasserstoff wird in den Ansaugkrümmer eingespritzt und vermischt sich mit der Ansaugluft. Der Diesel* entzündet sich aufgrund des hohen Kompressionsenddrucks im Zylinder und entzündet das Gas-Luft-Gemisch.

*Diesel kann durch HVO oder einen anderen geeigneten nachhaltigen Kraftstoff ersetzt werden).

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Warum diese neuen Technologien?

Wasserstoff ist ein CO2-neutraler Kraftstoff, der im Transportwesen eingesetzt werden kann. Um den Übergang zu realisieren, ist es wirklich wichtig, dass verschiedene Aspekte wie Gesetzgebung, Technologien und Infrastruktur vorhanden sind.

Bas ten Broeke, Technologiedirektor Westport Fuel Systems: „Die Entwicklung von Technologie und Infrastruktur ist im Grunde ein Henne-Ei-Problem. Ab einem bestimmten Punkt erfordert die Technologie eine geeignete Infrastruktur, die wiederum für die vielen Nutzer dieser Technologie entwickelt werden muss. Westport Fuel Systems ist ein führender Anbieter von fortschrittlichen Kraftstoffversorgungskomponenten und -systemen für eine breite Palette erschwinglicher alternativer kohlenstoffarmer Kraftstoffe und verfolgt einen Ansatz, der hinsichtlich Leistung und Kosten effizient und vor allem schnell umsetzbar ist.“

Westport Fuel Systems strebt einen schnellen Start einer Wasserstoffindustrie für HD-Transporte an und unterstützt den Aufbau einer Infrastruktur (HRS – Wasserstoff-Einzelhandelsstandorte) für die 700-Bar-Technologie für mittlere bis schwere Belastungen. Auf diese Weise kann Wasserstoff so schnell wie möglich für H2 DF verwendet werden (3-5000 kg H2 /Lkw/Jahr bei 100.000 km/Jahr). Endverbraucher können dann erste Erfahrungen mit Wasserstoff sammeln und den CO2-Ausstoß in ihren bestehenden Diesel-Lkw-Flotten (Euro VI) deutlich um 25–50 % reduzieren. Gleichzeitig kann die europäische H2-Industrie durch Beschäftigung und Know-how/IP aufgebaut werden.

H2 DF hat im Vergleich zu anderen Lösungen einen geringen Investitionsaufwand und einen kürzeren ROI. Es handelt sich um ein zuverlässiges System mit einem Fallback-Szenario für den Fall, dass Wasserstoff nicht verfügbar ist, insbesondere bei der Inbetriebnahme in den kommenden Jahren. Es ebnet den Weg für die Umstellung auf emissionsfreie OEM-Vollwasserstofflösungen (10.000 kg/Lkw/Jahr bei 100.000 km/Jahr).

Weitere Informationen zu H2 DF erhalten Sie unter: sales@prinsautogas.com.