Vesinikmootorid ja kütuseelemendid, nagu ka teised alternatiivsed ajamite süsteemid, võimaldavad liikuvust ilma süsinikdioksiidi heitmeteta. Freudenberg Sealing Technologies (FST) toetab mõlemat tehnoloogiat sobivate tihenduslahendustega.
Alternatiivsed liikumissüsteemid peaksid võimaldama kliimasõbralikku liikuvust. Lisaks akutoitel töötavatele elektrisõidukitele on suured lootused seotud vesinikuajamitega. Nende hulka kuuluvad nii kütuseelementidega kui ka sisepõlemismootoriga sõidukid. FST saab tihenduslahendustega teenindada mõlemat.
Professor Eberhard Bock on kindel, et “vesinikpõleti tuleb raskeveokite ja busside standardvarustusse”. Kuna kütuseelement on muidu kõigi huulil, võib see FST tehnoloogia ja innovatsiooni asepresidendi arvamus kõlada julgelt. Siiski toetavad seda mootoritootjad. Paljud tuntud sisepõlemismootorite tootjad töötavad ju vesinikmootorite arendamisega. Põhjus on ilmselge: tegemist on paljulubava tehnoloogiaga ja ükski tootja ei taha jääda maha, kui vesinikumajandus hoogustub. Tarnijad toetavad arenguprotsessi sobivate toodetega, nii et enam ei ole ainult diisel ja bensiin, vaid ka vesinik paneb sisepõlemismootorid liikuma.
“Vesinikumootori
potentsiaal peitub kogemustes
tavapäraste sisepõlemismootoritega.”
Professor Eberhard Bock
Tehnoloogia ja innovatsiooni asepresident
Põlemismootori muutmine
Lõppkokkuvõttes pannakse alus millelegi, mis lähemal vaatlusel tundub loogiline. Vesinikumootori potentsiaal peitub tavapäraste sisepõlemismootoritega saadud kogemustes,” ütleb Bock. Sisepõlemismootoreid on ehitatud juba üle 100 aasta ja neid peetakse tehnoloogiliselt küpseks. “Vesinikumootorite arendamiseks ja optimeerimiseks on piisavalt teadmisi ja spetsialiste suhteliselt vähese vaevaga,” on Kaiserslauterni Tehnikaülikooli auprofessor veendunud. Lõppude lõpuks on mootoritootjad Saksamaalt ja USAst hiljuti esitanud võimsaid mudeleid ja seavad eesmärgiks seeriatootmise. Seejuures saavad nad kasu komponentidest, mida nad saavad hõlpsasti üle võtta klassikalistest sisepõlemismootoritest. Samal ajal pidid ja peavad nad kohandama selliseid komponente nagu silindripead, kolvid, kolvirõngad ja sissepritsesüsteem vesinikkütusele. Muu hulgas peavad nad arvestama, et vesinikumootorite temperatuurid võivad olla kõrgemad kui sisepõlemismootorites.
Vesinikumudelite tootmist soodustavad ka olemasolevad tootmisrajatised, mida on võimalik hallatavate investeeringutega kohandada H2-põleti jaoks. Lisaks on materjalivarustus ja tarneahelad hästi välja kujunenud ning haruldasi materjale ei ole vaja. Hiljuti esitatud vesinikmootorid saavutavad umbes 300 kilovatti (kW) ja üle 1000 njuutonmeetri (Nm) pöördemomendi. See on piisav, et neid mootoreid saaks kasutada põllumajandus- ja ehitusmasinates. Need sobivad ka statsionaarseteks süsteemideks. Näiteks soojuse ja elektri koostootmisjaamades ja avariitoite generaatoritena. Nende rakenduste jaoks on juba välja töötatud mootorid võimsusega kuni 1000 kW ja 5000 Nm. Nende 12-silindriliste mootorite töömaht on kuni 50 liitrit ja neid kavatsetakse kasutada ka kaevandustes.
Vesinikajamite eelised
Kui võrrelda akuelektrilise ajamiga sõidukeid vesinikmootoriga sõidukitega, siis viimased saavad punkte mitmes olulises kategoorias. Näiteks on selge, et ostuhind on madalam, kuigi hooldus on kallim. Lisaks on vesinikpõlemismootoriga sõidukid kergemad, neid saab kiiremini tankida ja nad saavutavad suurema läbilaskevõime. Ja kui on loodud suuremahuline vesiniku infrastruktuur, sealhulgas tanklate võrgustik, suurenevad ka vesiniku mootoritega autode müügivõimalused.
Vesinikumootorite tõhusus on aga vähem veenev. See näitab, kui suur on kasutatav energia võrreldes investeeritud energiaga. Akuelektrisõidukite kasutegur on kuni 85 protsenti. Diiselmootorite puhul saavutatakse seevastu veidi alla 50 protsendi, kuigi üks Hiina tootja tegi hiljuti endale nime 53-protsendilise kasuteguriga. H2-põleti on tubli 40 protsenti, potentsiaal on tõusev. Kütuseelemendi, mis töötab samuti vesinikuga, kasutegur on üle 60 protsendi.
Tehnoloogiline avatus jätkusuutlike ajamite jaoks
Kuid olenemata sellest, kas tegemist on kütuseelemendi või vesinikumootoriga, soovitab Bock igal juhul olla tehnoloogiale avatud: “Iga säästev ajam peaks olema teretulnud.” Vesinikajamite puhul eeldab see vesiniku keskkonnasõbralikku tootmist. Kütuseelement on praegu kõrgelt arenenud tehnoloogia. Kiire tankimise ja suurema ulatuse eelised kehtivad ka nende puhul. Ka raskeveokite, logistikasõidukite ja busside jaoks on olemas turg. “FST-s oleme juba pikka aega töötanud erinevate ajamitüüpide tihenduslahenduste kallal. Nii aitame tootjaid silmapaistvate lahenduste ühise väljatöötamisega või standardiseeritud toodetega,” ütleb Bock.
Suure jõudlusega ja nõutud materjalid
Tuntud tootjad ja tarnijad lähenevad FST-le tihendustehnoloogiaga seotud küsimuste puhul nagu iseenesestmõistetavalt. Mitte vähemasti seetõttu, et lisaks protsesside usaldusväärsusele ja tootekujunduse ekspertiisile on oluline ka õige materjal. “Oleme alati leidnud keerulistele olukordadele tihenduslahendusi. Olgu selleks siis sisepõlemismootor või kütuseelement,” ütleb Bock. “See mängib meile kasuks, et meil on patendid materjalide kohta, mis on nii tõestatud kui ka tõhusad.” Näiteks kütuseelementide sektoris kasutatakse standardina kütuseelementide polüolefiini (FCPO). Erinevalt tavapärastest kummiühenditest ei eralda see materjal mingeid kahjulikke aineid. See on hea kütuseelemendi jaoks, mis reageerib sellistele mõjudele väga tundlikult, mille tulemuseks on vähenenud jõudlus. Veelgi enam, isegi väikesed ja lenduvad vesinikumolekulid läbivad vastupidavat ja kuumakindlat materjali vaid väga aeglaselt.
Vesinikumootori jaoks on ilmselge valik teine FKM-põhine materjal, mis on välja töötatud meie enda poolt. See tuleb hästi toime kuni 200-kraadise temperatuuriga, mis muudab selle H2-põleti jaoks ideaalseks. Samuti on see sama vastupidav ja läbilaskekindel kui FCPO, millele lisandub kõrge vastupidavus jahutusvedelike ja hapete suhtes. Kõik need omadused võimaldavad seda kasutada modifitseeritavates komponentides, näiteks sissepritsesüsteemis.
Ettevõtted näitavad teed, poliitikud peavad järgima eeskuju
Bock usub, et poliitikutel on oma roll selles, et vesinikuajamid muutuksid oluliseks teguriks. “On ülioluline, et nad paneksid vesinikumajanduse infrastruktuuri kiiresti ja otsustavalt käima.” Seda enam, et paljud riigid üle maailma tegelevad vesinikuprojektidega ning rajavad tootmis- ja turustamisrajatisi. “Kas Austraalias, Kaug-Idas või Põhja-Ameerikas, praegu voolab paljudes kohtades vesinikuprojektidesse palju raha. Meie siin Saksamaal peame olema ettevaatlikud, et mitte maha jääda. Sest meil on palju häid ideid, kuid oleme nende elluviimisega veel liiga aeglased.”
Seetõttu on väga oluline, et ambitsioonikus oleks jätkuvalt suur. Seda enam, et paljud on alahinnanud sellega seotud jõupingutusi ja rakendamisele kuluvat aega. Oluline on näidata püsivust. Bock usub, et see on ainus viis eduka energia ülemineku ja süsinikdioksiidi heite vähendamise saavutamiseks, mille puhul transport ei vaja süsinikupõhiseid kütuseid. “Meie suurim liikumapanev jõud peab olema meie kliimateadlikkus,” ütleb ta. “Selleks, et see hoog avalduks kõigis valdkondades, peab riik pakkuma stiimuleid. Näiteks kõrgeCO2-maksu, subsideeritud rohelise vesiniku ja tervikliku vesinikuinfrastruktuuri edendamisega.”
Samal ajal töötavad mootoritootjad ja tarnijad, nagu FST, juba praegu välja praktilisi lahendusi vesinikajamite jaoks, mida nad pidevalt täiustavad. Sest, nagu Bock ütleb? Vesinikpõleti on tulemas. Selle eelised on ju ilmselged.
