Daimler Truck i Linde Engineering, osiągnęły znaczący przełom infrastrukturalny na drodze do dekarbonizacji transportu wodorem. W ciągu ostatnich kilku lat inżynierowie obu firm wspólnie opracowali sLH2, nowy proces obsługi przechłodzonego ciekłego wodoru. W porównaniu do wodoru gazowego, to innowacyjne podejście pozwala na większą gęstość magazynowania, większy zasięg, szybsze tankowanie, niższe koszty i lepszą efektywność energetyczną.
Tankowanie trwa około dziesięciu do piętnastu minut w przypadku 40-tonowej ciężarówki o dużej ładowności, posiadającej 80 kg ciekłego wodoru o zasięgu 1000 km i więcej. Jednocześnie nowa technologia sLH2 obniża wymaganą inwestycję w stację tankowania wodoru od dwóch do trzech razy, a koszty operacyjne są od pięciu do sześciu razy niższe. Obecnie ciekły wodór może być niezawodnie dostarczany w całej Europie.
W porównaniu do zwykłej technologii tankowania ciekłego wodoru (LH2), nowy proces wykorzystuje innowacyjną pompę sLH2 do nieznacznego zwiększenia ciśnienia ciekłego wodoru. Dzięki tej metodzie wodór staje się przechłodzonym ciekłym wodorem (sLH2). Wodór w tym stanie ułatwia bardzo stabilny proces tankowania, który również ogranicza straty energii podczas tankowania do minimum.
Co więcej, nie jest konieczna transmisja danych między stacją tankowania a pojazdem, co dodatkowo zmniejsza złożoność rozwiązania. Jednocześnie wydajność tankowania została zwiększona do nowego poziomu. Pilotażowa stacja tankowania ma wydajność 400 kg ciekłego wodoru na godzinę. W porównaniu ze zwykłymi koncepcjami tankowania ciekłego lub gazowego wodoru, sLH2 jest znacznie prostszy, zapewniając jednocześnie większą wydajność.
Mając na celu ustanowienie wspólnego standardu tankowania dla ciężarówek napędzanych wodorem, technologia ta jest otwarcie udostępniana wszystkim zainteresowanym stronom za pośrednictwem normy ISO. W obecności sekretarz stanu ds. gospodarczych Nadrenii-Palatynatu, Petry Dick-Walther, oraz międzynarodowych mediów, Andreas Gorbach, członek zarządu Daimler Truck, oraz Juergen Nowicki, dyrektor generalny Linde Engineering, zainaugurowali 7 lutego pierwszą publiczną stację pilotażową sLH2 w Wörth am Rhein, tankując prototyp Mercedes-Benz GenH2 Truck.
– Zeroemisyjny transport wymaga trzech czynników: odpowiednich pojazdów zasilanych bateriami i wodorem, wymaganej sieci infrastruktury oraz parytetu kosztowego dla pojazdów ZEV w porównaniu do ciężarówek z silnikami wysokoprężnymi. Jeśli chodzi o pojazdy, transformacja idzie pełną parą. Jeśli chodzi o infrastrukturę wodorową, osiągamy dziś kamień milowy: Dzięki sLH2 tankowanie wodoru staje się tak wygodne, jak dzisiejsze tankowanie oleju napędowego. Zatankowanie naszego samochodu ciężarowego Mercedes-Benz GenH2 na dystansie ponad 1000 kilometrów zajmuje około 10-15 minut. Zachęcamy teraz innych producentów OEM i firmy infrastrukturalne do naśladowania naszego podejścia i wspólnego uczynienia tej technologii standardem branżowym – powiedział Andreas Gorbach, Członek Zarządu Daimler Truck AG, odpowiedzialny za technologię samochodów ciężarowych.
– Przechłodzony ciekły wodór znacznie zwiększa wydajność systemów tankowania wodoru. Wymagana inwestycja jest zmniejszona od dwóch do trzech razy, a koszty operacyjne są od pięciu do sześciu razy niższe. Te i inne zalety sprawiają, że sLH2 jest praktyczną, neutralną pod względem emisji CO2 alternatywą dla oleju napędowego w sektorze transportu ciężkiego. Technologia, którą opracowaliśmy wraz z Daimler Truck, pomoże utorować drogę do rozwoju niezawodnej sieci tankowania, która jest niezbędna do utrzymania pojazdów w ruchu i łańcuchów dostaw w nienaruszonym stanie – mówił Juergen Nowicki, wiceprezes wykonawczy Linde plc i dyrektor generalny Linde Engineering.
Stacja sLH2 wyznacza standardy wydajności
Nowa publiczna stacja tankowania sLH2 w Wörth am Rhein w Niemczech wyznacza standardy w zakresie efektywności energetycznej i wydajności. Przy zużyciu energii wynoszącym zaledwie 0,05 KWh/kg, wymaga ona około 30 razy mniej energii w porównaniu z konwencjonalnym tankowaniem gazowego wodoru.
Stacja tankowania ma niewielką powierzchnię wynoszącą zaledwie 50 metrów kwadratowych (nie licząc dystrybutora) i pozwala na konfiguracje, w których kilka dystrybutorów umożliwia równoległe tankowanie ciężarówek, a także tankowanie typu back-to-back. Zbiornik ciekłego wodoru ma pojemność czterech ton, co wystarcza na około dziesięć godzin nieprzerwanego tankowania. Tymczasem pojemność stacji paliw sLH2 można zwiększyć do ponad ośmiu ton dziennie po uzupełnieniu paliwa. Oczekuje się, że niższe początkowe koszty inwestycyjne i operacyjne technologii sLH2 ostatecznie doprowadzą do niższego całkowitego kosztu posiadania.
Cel: Ustanowienie branżowego standardu tankowania ciekłego wodoru
Daimler Truck i Linde Engineering dążą do tego, aby sLH2 stała się wiodącą technologią tankowania wodoru w segmencie pojazdów ciężarowych. W rezultacie obie firmy oferują wysoki poziom przejrzystości i otwartości w zakresie odpowiednich interfejsów wspólnie opracowanej technologii sLH2.
Technologia została znormalizowana w otwartym procesie ISO i jest dostępna dla wszystkich zainteresowanych stron. Teraz Daimler Truck i Linde Engineering zachęcają innych producentów OEM, firmy infrastrukturalne i stowarzyszenia do zastosowania nowego standardu ciekłego wodoru, a tym samym do stworzenia globalnego rynku dla tego procesu.
Bezpiecznie, szybko i łatwo
W przeciwieństwie do obecnego procesu tankowania ciekłego wodoru (LH2), proces sLH2 jest podobny pod kątem łatwości do obecnej technologii tankowania oleju napędowego. Ze względu na solidną izolację węża do tankowania i konstrukcję interfejsów między dyszą a zbiornikiem paliwa, proces jest bezpieczny bez możliwości rozlania. Dlatego też środki ochronne wymagane do tankowania sLH2 są porównywalne do tych wymaganych w przypadku oleju napędowego.
Podczas procesu tankowania kriogeniczny ciekły wodór o temperaturze -253 stopni Celsjusza można wlać do dwóch połączonych 40-kilogramowych zbiorników zamontowanych po obu stronach podwozia ciężarówki bez konieczności stosowania specjalnego zabezpieczenia. Technologia sLH2 pozwala na dostarczanie wysokiego przepływu ponad 400 kg wodoru na godzinę, a napełnianie 80 kg ciekłego wodoru można zakończyć w ciągu dziesięciu do piętnastu minut. Wreszcie, nowy proces pozwala uniknąć tak zwanych efektów wygotowania i procesu „return gas” (gaz ze zbiornika pojazdu powracający do stacji paliw), a zatem do napełnienia zbiorników potrzebna jest tylko jedna dysza, dzięki czemu technologia sLH2 jest łatwiejsza w obsłudze. Nowa stacja tankowania w Wörth będzie zaopatrywana w ciekły wodór przez Linde, która dysponuje największą pojemnością i systemem dystrybucji ciekłego wodoru na świecie.
Ciekły wodór zapewnia zasięg ponad 1000 kilometrów
Daimler Truck preferuje ciekły wodór w rozwoju napędów opartych na wodorze. W tym stanie skupienia nośnik energii ma znacznie wyższą gęstość energii w stosunku do objętości niż wodór gazowy.
W rezultacie zbiorniki ciężarówek z ogniwami paliwowymi wykorzystującymi ciekły wodór są bardziej opłacalne w porównaniu ze zbiornikami z włókna węglowego stosowanymi w przypadku wodoru gazowego. Ze względu na niższe ciśnienie są one również znacznie lżejsze. Technologia ta zatem zapewnia większą ładowność, a jednocześnie można zatankować więcej wodoru, co znacznie zwiększa zasięg ciężarówek. Dzięki temu Mercedes-Benz GenH2 Truck, podobnie jak konwencjonalne ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym, nadaje się do elastycznego i wymagającego transportu długodystansowego. Zostało to zademonstrowane we wrześniu 2023 r., kiedy prototyp Mercedes-Benz GenH2 Truck dopuszczony do ruchu po drogach publicznych ukończył Daimler Truck’s #HydrogenRecordRun, pokonując 1047 km na jednym tankowaniu 80 kg ciekłego wodoru. Firma zamierza wprowadzić seryjną wersję ciężarówki z ogniwami paliwowymi w drugiej połowie dekady.
sLH2 zostanie wdrożony we flocie testowej Mercedes-Benz GenH2 Truck
Oczekuje się, że od połowy 2024 r. pięć firm weźmie udział w pierwszych testach u klientów, aby zdobyć pierwsze doświadczenia w transporcie dalekobieżnym bez emisji CO2 za pomocą Mercedes-Benz GenH2 Trucks. Ciężarówki będą wykorzystywane w do różnych zastosowań długodystansowych na określonych trasach w Niemczech i będą tankowane na otwartej już publicznej stacji tankowania sLH2 w Wörth am Rhein oraz na stacji tankowania w okolicach Duisburga. Daimler Truck i jego firmy partnerskie tworzą w ten sposób projekt latarni morskiej, którego celem jest wykazanie, że dekarbonizacja transportu za pomocą ciężarówek napędzanych wodorem jest możliwa już dziś.
Jednak aby transformacja zakończyła się sukcesem, w nadchodzących latach konieczne będzie zapewnienie budowy międzynarodowej infrastruktury tankowania i wystarczających dostaw ekologicznego ciekłego wodoru.
Źródło: Daimler Truck
