Freudenberg Sealing Technologies (FST) käivitab koos ZF Friedrichshafen AG ja FlixBus’iga riiklikult rahastatud uurimisprojekti HyFleet. Aastaks 2024 soovivad partnerid ühiselt välja töötada suure jõudlusega kütuseelemendisüsteemi, mis asendaks täielikult tavalised diiselajamid. Lisaks uurivad kaasatud ettevõtted elektrilise ajami hübriidistamist kütuseelementide ja akudega.
Sõitmine kaugliinibussiga auto asemel säästab juba 6,6 kilogrammiCO2 ühe 400-kilomeetrise reisi jooksul. Siiski ei ole veel leitud praktilist lahendust, mis võimaldaks kaugbusside liinivedusid täiesti kliimaneutraalselt kasutada. Selle põhjuseks on kaugliinibusside äärmiselt nõudlik iseloom: sarnaselt kaugliiniveoautodele on bussid sageli kasutusel ööpäevaringselt ja läbivad aastas oluliselt rohkem kui 100 000 kilomeetrit. Reisijate huvides tuleb vahepeatustes viibimise aega minimeerida. Puhtalt akuelektriliste sõidukite akude pikk laadimisaeg ja vajaliku kulukas laadimisinfrastruktuuri rajamine ei ole tööstusharu jaoks teostatav.
Üheks alternatiiviks võib olla vesinikkütuseelement, mis kombineeritakse elektrilise ajami ja täiendava aku salvestussüsteemiga, et moodustada hübriidajam. Sellist ajamilahendust uuritakse praegu kütuseelementide tehnoloogiat käsitleva subsideeritud projekti raames. Selleks on ühendanud jõud konsortsium, kuhu kuuluvad Freudenberg, ZF, FlixBus ja üks suur Euroopa bussitootja. Ühine uurimistegevus on nüüdseks alanud.
Projekti raames töötab Freudenberg välja kaugkütuseelementide süsteemi, mida katsetatakse otse kaugkütuse näidisbussis. “Freudenberg panustab projekti oma aastakümnete pikkuse kütuseelementide alase oskusteabe komponentide ja süsteemide tasandil,” selgitab FST tegevjuht Claus Möhlenkamp.
“Me tahame oluliselt parandada nii tehnoloogia vastupidavust kui ka tõhusust ning kehtestada uued standardid kogukulude* osas.”
Claus Möhlenkamp, FST juhatuse esimees
Teine uurimisülesanne on hübriidistrateegiad, nn “õige suurusega” kütuseelemendi ja aku vahel.
Pädevad partnerid
FST töötab koos projektipartneriga ZF kütuseelementide hübriidsüsteemide uurimisega uuenduslikul teemal, mis on väga oluline kõigi raskeveokite segmendi jaoks. “ZF-i lai tehnoloogiline portfell ja teadmised elektrifitseeritud jõuülekannete ja nendega seotud süsteemide valdkonnas lihtsustavad juba praegu sõidukitootjate sisenemist e-mobiilsuse maailma. Tulevikus on kütuseelemendil tänu oma tegevusulatusele ja lühikesele tankimisele oluline roll raskete tarbesõidukite e-mobiilsuses,” ütles Wilhelm Rehm, ZF-i juhatuse liige ja tarbesõidukite tehnoloogia ja juhtimissüsteemide eest vastutav Wilhelm Rehm. “Me oleme alati püüdnud elektrifitseerimise poole tehnoloogianeutraalsel viisil – kütuseelement on ka meie jaoks algusest peale mänginud olulist rolli kui ajamilahendust.”
HyFleet-projekti esimeses etapis keskendutakse kütuseelemendi tehnilistele näitajatele, et kütuseelemendisüsteem saaks hakkama raskel praktilisel kasutamisel kaugliinibussides. Muu hulgas hõlmab see ka pideva käitumise optimeerimist vähemalt 35 000 töötunni jooksul. Eesmärk on maksimeerida süsteemi tõhusust kogu selle kasutusaja jooksul. Autopargi operaatorite jaoks toob see kaasa väiksema kütusekulu. Projekti lõpus katsetatakse FST uuenduslikku kütuseelemendisüsteemi bussitootja poolt antud näidisbussis.
FlixMobility kaasasutaja ja tegevjuht André Schwämmlein usub, et partner FlixBus toob projekti globaalse liikuvuse pakkuja vaatenurga. Münchenis asuv FlixMobility, mille alla kuuluvad kaugbussitranspordi kaubamärgid FlixBus, Greyhound Lines ja Kâmil Koç, annab otsustava panuse rohelise liikuvuse üleminekusse, arendades pidevalt alternatiivseid liikumissüsteeme ja säästvaid reisimisalternatiive. Koos enam kui 500 partnerettevõttega haldab ettevõte juba praegu Euroopa suurimat bussiparki, kus on regulaarselt kasutusel üle 4000 kaugliinibussi. “Kütuseelementide tehnoloogia annab näiteks bussitootjatele võimaluse mängida aktiivset rolli reisimise tuleviku kujundamisel. Seetõttu on meil seda suurem rõõm osaleda HyFleet-projektis ning töötada koos Freudenbergi ja ZF-iga välja esimene kütuseelemendiga kaugliinibuss Euroopas aastaks 2024,” jätkab Schwämmlein.
Mittetulundusühing atmosfair arvutab, kui paljuCO2-säästu saavutab FlixBus vesinikupark tänu uuenduslikule kütuseelementide tehnoloogiale kogu energiaahelas, st sealhulgas vesiniku tootmises ja jaotuses.
Signaalide mõju
Kuigi HyFleet keskendub bussiparvedele, on projektipartnerid algusest peale rõhutanud, et saavutatud tulemused on ülekantavad kõikidele raskeveokite segmentidele, eriti kaubaveole, kus kasutatakse raskeveokid. Freudenbergi arvates võivad ka bussid mängida teedrajavat rolli kiirel üleminekul vesiniku liikuvusele: Sest tänu kaugliinibussidele saaks usaldusväärselt kasutada kõige tihedama liiklusega kiirteede äärde tekkivat tankimisjaamade infrastruktuuri. “Me vajame praktilisi, kliimaneutraalseid sõidulahendusi pikamaavedude jaoks,” ütleb Möhlenkamp. “Meie kütuseelemendisüsteemiga on meil selline lahendus olemas. Koos oma partneritega, nagu ZF ja FlixBus, töötame nüüd välja teaduslikku alust tehnoloogia kiireks industrialiseerimiseks ja laiendamiseks.” Lisaks HyFleet-projektile uurivad ZF ja Freudenberg ühiselt täiendavaid rakendusi kütuseelemendi lahenduste arendamiseks liikuvuse rakenduste ja tööstusliku kasutamise jaoks.
HYFLEET-PROJEKT
HyFleet-projekt on 2019. aastal käivitatud FlixBussi ja FST vahelise partnerluse edasiarendus. FlixBus mõistab vajadust kohandada olemasolevat ja järeleproovitud kütuseelementide tehnoloogiat vastavalt raskete kaubavedude nõuetele. Kütus moodustab umbes veerandi busside tegevuskuludest. Veoautode puhul on see osakaal veelgi suurem, umbes 35 protsenti. Väga tõhusatel kütuseelementide süsteemidel on seega märkimisväärne mõju kütusekulude vähendamisele autopargi operaatorite jaoks. “FlixBus hindab Freudenbergi tehnoloogilist ülesehitust kõrgelt. Ja me oleme nüüd ühendanud oma tegevuse riiklikult rahastatud projektiga, milles osaleb ka üks Euroopa bussitootja,” selgitab Freudenbergi kütuseelementide e-Power Systems müügi- ja turundusdirektor Michael Milch.
RASKEVEOKITE KÜTUSEELEMENDID
Projekti HyFleet rahastab Saksamaa Liitvabariigi transpordi- ja digitaalinfrastruktuuriministeerium osana riiklikust vesiniku- ja kütuseelementide tehnoloogia innovatsiooniprogrammist. Esimene etapp hõlmab selgesõnaliste raskeveokite kütuseelementide tehnoloogilist arendamist. Teise etapi eesmärk on vähemalt 50 sõidukiga suuremahuline sõidukipargi demonstratsioon 2025. aastal.
Freudenberg on konsortsiumi juht ja vastutab selle eest, et saavutatakse esimese etapi peamine eesmärk, nimelt raske kütuseelementide tehnoloogia arendamine pikamaarakenduseks – siin on nõutav vähemalt 35 000 tunni kasutusiga.
“Suurimad tehnoloogilised väljakutsed kütuseelementidega vesinikbusside arendamisel on see, et lahendused peavad olema nii tehniliselt kui ka kaubanduslikult konkurentsivõimelised,” jätkab Milch. “Praegu olemasolevad süsteemid põhinevad suures osas sõiduautode kütuseelementide tehnoloogial ning ei vasta süsteemi tõhususe ja üldise kasutusaja nõuetele.” Just siin tuleb Freudenberg ülemaailmse tehnoloogiakontsernina mängu. “Meie aastatepikkune kogemus industrialiseerimisel ja meie kõrge vertikaalne integratsioon, sealhulgas meie enda katalüsaatorite tootmine, teevad tulevikus vahet. Freudenberg on rakkude ekspert ja suudab pidevalt optimeerida kulusid, kvaliteeti ja jõudlust.”
Üleminek sisepõlemisajamilt elektriajamile võimaldab muuta ka sõidukite paigutust. Kütuseelementide tehnoloogia modulaarsus pakub siinkohal palju erinevaid projekteerimisvõimalusi. Praegu töötatakse välja uusi huvitavaid kontseptsioone. “FST ei ole siiski algseadmete valmistaja; meie tehnoloogia sobib kõigi lähenemisviiside jaoks ja seda saab kohandada,” ütleb Milch.
Bussi ja jahi pardal
Freudenberg Fuel Cell e-Power Systems GmbH (FFCPS) pakub terviklikke kütuseelemendisüsteeme heitgaasivabade raskeveokite jaoks.
FFCPS toodab kütuseelementide tehnoloogiaid, mis on tulevikus reisilaevade, jahtide, busside ja veoautode pardal.
Omandiõiguse kogukulu*
Elektribussi väljatöötamisel on lisaks sõiduraadiusele oluline kaal ja laadimiskiirus. Kõik need tegurid mõjutavad otseselt kogukulu. Täielikule kliimaneutraalsusele üleminekul ja elektriliste tarbesõidukite arvu märkimisväärsel suurenemisel on oluline roll ka tankimisinfrastruktuuri kuludel ja ruumivajadusel. Kütuseelementidel on siinkohal selged eelised, eriti raskeveokite sektoris, ning tõenäoliselt on need kõige konkurentsivõimelisemad heitevabad lahendused pikamaarakendustes.
Samuti tuleb arvestada finantsaspekti: Konkurentsivõimeline vesiniku hind on sõidukipargi operaatorite jaoks tulusa ärimudeli eelduseks. Tööstuse kõige olulisemad osalejad eeldavad, et enne 2030. aastat on käitamise kogukulu võrdne diiselmootorsõidukite omahinnaga. Traditsioonilised ja uued turuosalised investeerivad suuri summasid rohelise vesiniku tootmisse, tuginedes selgetele kasutusviisidele ja loomulikult ka selgetele kasumiootustele.
*Total cost of ownership ehk lühendatult TCO on toodete, kaupade või teenuste terviklik kuluanalüüs, mis võtab arvesse mitte ainult soetamiskulusid, vaid ka jooksvaid otseseid ja kaudseid kulusid kogu elutsükli jooksul. Kuluanalüüs annab olulist abi ärijuhtimise küsimustele, näiteks investeerimisotsuste tegemisel, vastamisel.
[Allikas: www.bigdata-insider.de]
