Společnost Freudenberg Sealing Technologies (FST) zahajuje společně se společnostmi ZF Friedrichshafen AG a FlixBus výzkumný projekt HyFleet financovaný z veřejných prostředků. Partneři chtějí do roku 2024 společně vyvinout vysoce výkonný systém palivových článků, který zcela nahradí konvenční dieselové pohony. Kromě toho zúčastněné společnosti zkoumají hybridizaci elektrického pohonu s palivovými články a bateriemi.
Cestování dálkovým autobusem namísto autem ušetří 6,6 kilogramuCO2 již při cestě dlouhé 400 kilometrů. Praktické řešení pro zcela klimaticky neutrální provoz vozového parku dálkových autobusů v pravidelném provozu však dosud nebylo nalezeno. Důvodem je mimořádně náročný charakter provozu dálkových autobusů: podobně jako dálkové nákladní vozy jsou autobusy často v nepřetržitém provozu a ročně ujedou výrazně více než 100 000 kilometrů. Doba zastávek na mezizastávkách musí být v zájmu cestujících minimalizována. Dlouhá doba nabíjení baterií čistě bateriových elektrických pohonů a zavedení nezbytné nákladné nabíjecí infrastruktury nejsou pro toto odvětví proveditelné.
Jednou z alternativ by mohl být palivový článek na vodíkový pohon, který se kombinuje s elektrickým pohonem a doplňkovým bateriovým úložným systémem, čímž vzniká hybridní hnací ústrojí. Takové řešení pohonu má být nyní zkoumáno v rámci dotovaného projektu zaměřeného na technologii palivových článků. Za tímto účelem spojilo síly silné konsorcium složené ze společností Freudenberg, ZF, FlixBus a jednoho z významných evropských výrobců autobusů. Společné výzkumné aktivity nyní začínají.
V rámci projektu vyvíjí společnost Freudenberg systém palivových článků pro dálkové jízdy, který bude testován přímo v demonstračním dálkovém autobusu. „Společnost Freudenberg přispěje do projektu svými dlouholetými zkušenostmi v oblasti palivových článků na úrovni komponentů a systémů,“ vysvětluje Claus Möhlenkamp, generální ředitel společnosti FST.
„Chceme výrazně zvýšit životnost i účinnost technologie a stanovit nové standardy celkových nákladů na vlastnictví*.“
Claus Möhlenkamp, předseda představenstva společnosti FST
Další výzkum se zaměřuje na strategie hybridizace hnacího ústrojí, tzv. „right-sizing“ mezi palivovým článkem a baterií.
Kompetentní partneři
V rámci výzkumu hybridních systémů s palivovými články, který provádí společně s partnerem projektu, společností ZF, se FST zabývá inovativním tématem, které je velmi důležité pro všechny segmenty těžkých nákladních vozidel. „Široké technologické portfolio a odborné znalosti společnosti ZF v oblasti elektrifikovaných hnacích ústrojí a souvisejících systémů již nyní usnadňují výrobcům vozidel vstup do světa e-mobility. V budoucnu bude palivový článek hrát důležitou roli v e-mobilitě těžkých užitkových vozidel díky svému dojezdu a krátké době doplňování paliva,“ říká Wilhelm Rehm, člen představenstva společnosti ZF, odpovědný za technologie a řídicí systémy pro užitková vozidla. „Vždy jsme se snažili o elektrifikaci s otevřeným přístupem k technologiím – palivový článek pro nás hrál od samého počátku důležitou roli také jako řešení pohonu.“
V první fázi projektu HyFleet je kladen důraz na technické parametry palivového článku, aby systém palivových článků zvládl náročné praktické použití v dálkových autobusech. To mimo jiné zahrnuje optimalizaci nepřetržitého provozního chování po dobu provozu nejméně 35 000 hodin. Cílem je maximalizovat účinnost systému po celou dobu jeho životnosti. Pro provozovatele vozového parku to bude mít za následek nižší spotřebu paliva. Na konci projektu bude inovativní systém palivových článků od společnosti FST testován v demonstračním autobusu poskytnutém výrobcem autobusů.
André Schwämmlein, spoluzakladatel a generální ředitel společnosti FlixMobility, se domnívá, že partner FlixBus přináší do projektu perspektivu globálního poskytovatele mobility. Společnost FlixMobility, která sídlí v Mnichově a zahrnuje značky FlixBus, Greyhound Lines a Kâmil Koç v oblasti dálkové autobusové dopravy, rozhodujícím způsobem přispívá k přechodu na ekologickou mobilitu neustálým vývojem alternativních pohonů a udržitelných alternativ cestování. Spolu s více než 500 partnerskými společnostmi již provozuje největší evropský vozový park s více než 4 000 dálkovými autobusy v pravidelném provozu. „Technologie palivových článků dává například výrobcům autobusů možnost aktivně se podílet na utváření budoucnosti cestování. O to více nás těší, že se můžeme stát součástí projektu HyFleet a ve spolupráci se společnostmi Freudenberg a ZF vyvinout do roku 2024 první dálkový autobus s pohonem na palivové články v Evropě,“ pokračuje Schwämmlein.
Nezisková organizace atmosfair vypočítala, jakýchúspor CO2 dosáhne vodíkový vozový park společnosti FlixBus díky inovativní technologii palivových článků v celém energetickém řetězci, tj. včetně výroby a distribuce vodíku.
Signalizační účinek
Přestože se HyFleet zaměřuje na vozový park autobusů, partneři projektu od počátku zdůrazňovali, že dosažené výsledky jsou přenositelné na všechny segmenty těžké nákladní dopravy, zejména na nákladní dopravu s těžkými nákladními vozidly. Z pohledu společnosti Freudenberg by autobusy mohly hrát průkopnickou roli i při rychlém přechodu na vodíkovou mobilitu: Díky dálkovým autobusům by totiž byla spolehlivě využita infrastruktura čerpacích stanic, která vzniká podél nejvytíženějších dálnic. „Potřebujeme praktická, klimaticky neutrální řešení pohonu pro dálkovou dopravu,“ říká Möhlenkamp. „S naším systémem palivových článků máme právě takové řešení. Společně s našimi partnery, jako jsou ZF a FlixBus, nyní vyvíjíme vědecký základ pro rychlou industrializaci a rozšíření této technologie.“ Kromě projektu HyFleet společnosti ZF a Freudenberg společně zkoumají další aplikace pro vývoj řešení palivových článků pro mobilní aplikace a průmyslové využití.
PROJEKT HYFLEET
Projekt HyFleet je dalším rozvojem partnerství mezi společnostmi FlixBus a FST, které bylo zahájeno v roce 2019. Společnost FlixBus chápe potřebu přizpůsobit stávající a osvědčenou technologii palivových článků požadavkům těžké nákladní dopravy. Palivo tvoří přibližně čtvrtinu celkových provozních nákladů na autobusy. U nákladních automobilů je tento podíl ještě vyšší a činí přibližně 35 procent. Vysoce účinné systémy palivových článků proto mají významný vliv na minimalizaci nákladů na palivo pro provozovatele vozových parků. „Společnost FlixBus oceňuje technologické nastavení společnosti Freudenberg. A my jsme nyní spojili naše aktivity s projektem financovaným z veřejných zdrojů, na kterém se podílí i evropský výrobce autobusů,“ vysvětluje Michael Milch, ředitel pro prodej a marketing společnosti Freudenberg Fuel Cell e-Power Systems.
PALIVOVÉ ČLÁNKY PRO TĚŽKÁ VOZIDLA
Projekt HyFleet je financován Spolkovým ministerstvem dopravy a digitální infrastruktury v rámci Národního inovačního programu pro vodíkové technologie a technologie palivových článků. První fáze zahrnuje technologický vývoj explicitních palivových článků pro těžká vozidla. Druhá fáze je zaměřena na velkokapacitní demonstraci vozového parku s nejméně 50 vozidly v roce 2025.
Freudenberg je vedoucím konsorcia a je zodpovědný za to, aby bylo dosaženo hlavního cíle první fáze, tedy vývoje technologie těžkých palivových článků pro dálkové použití – zde je požadována životnost nejméně 35 000 hodin.
„Největší technologické výzvy při vývoji autobusu na vodík s palivovými články spočívají v tom, že řešení musí být technicky i obchodně konkurenceschopné,“ pokračuje Milch. „Systémy, které jsou v současné době k dispozici, jsou z velké části založeny na technologii palivových článků pro osobní automobily a nesplňují požadavky na účinnost systému a celkovou životnost.“ Právě zde přichází na řadu Freudenberg jako globální technologická skupina. „Naše dlouholeté zkušenosti s industrializací a vysoká úroveň vertikální integrace, včetně vlastní výroby katalyzátorů, budou v budoucnu rozhodující. Společnost Freudenberg je odborníkem na buňky a je schopna neustále optimalizovat náklady, kvalitu a výkon.“
Přechod ze spalovacího na elektrický pohon umožňuje také změny v uspořádání vozidel. Modularita technologie palivových článků nabízí v tomto ohledu širokou škálu konstrukčních možností. V současné době se vyvíjejí nové zajímavé koncepce. „FST však není OEM, naše technologie je vhodná pro všechny přístupy a lze ji přizpůsobit,“ říká Milch.
Na palubě autobusu a jachty
Společnost Freudenberg Fuel Cell e-Power Systems GmbH (FFCPS) nabízí kompletní systémy palivových článků pro emisně neutrální těžké aplikace.
Společnost FFCPS vyrábí technologie palivových článků, které se v budoucnu objeví na palubách osobních lodí, jachet, autobusů a nákladních automobilů.
Celkové náklady na vlastnictví*
Při vývoji bateriového elektrického autobusu je kromě dojezdu důležitá také hmotnost a rychlost nabíjení. Všechny tyto faktory mají přímý vliv na celkové náklady na vlastnictví. Náklady a prostorové nároky na infrastrukturu pro doplňování paliva budou hrát důležitou roli i při nadcházejícím přechodu na úplnou klimatickou neutralitu a výrazném nárůstu počtu elektrických užitkových vozidel. Palivové články zde mají jasné výhody, zejména v sektoru těžkých nákladních vozidel, a pravděpodobně budou nejkonkurenceschopnějším bezemisním řešením pro dálkové aplikace.
Je třeba vzít v úvahu také finanční stránku: Konkurenceschopná cena vodíku je předpokladem lukrativního obchodního modelu pro provozovatele vozových parků. Nejvýznamnější hráči v oboru očekávají, že celkové náklady na vlastnictví se do roku 2030 vyrovnají nákladům na vozidla s naftovým motorem. Tradiční i noví hráči na trhu investují velké prostředky do výroby ekologického vodíku na základě jasných případů použití a samozřejmě jasných očekávání zisku.
*Celkové náklady na vlastnictví, zkráceně TCO, jsou ucelenou analýzou nákladů na produkty, zboží nebo služby, která zohledňuje nejen pořizovací náklady, ale také průběžné přímé a nepřímé náklady během celého životního cyklu. Analýza nákladů poskytuje důležitou pomoc při zodpovídání otázek týkajících se řízení podniku, například při rozhodování o investicích.
[Zdroj: www.bigdata-insider.de].
