Przekształcenie autobusów miejskich w neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla pojazdy hybrydowe
Projekt pilotażowy na lotnisku w Monachium
Webasto, jeden ze 100 największych na świecie dostawców dla przemysłu motoryzacyjnego, oraz CM Fluids, start-up z branży biogazowej, z powodzeniem przekształciły autobus napędzany silnikiem diesla w innowacyjny, neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla pojazd hybrydowy z silnikiem zasilanym gazem i zapasowym akumulatorem.
Projekt pilotażowy dotyczy autobusu pasażerskiego na lotnisku w Monachium, ale nowa koncepcja napędu została zaprojektowana dla autobusów miejskich. Realizacja projektu pilotażowego trwa z reguły dość długo - proces optymalnego rozwiązania jest zbyt niejasny, ramy czasowe zbyt mgliste. Ale może też być szybki i efektywny, czego dowodzi wspólny projekt Webasto, CM Fluids i Flughafen München GmbH, w ramach którego partnerzy potrzebowali zaledwie jedenastu miesięcy, aby zmodyfikować autobus pasażerski na lotnisku w Monachium, wyposażając go w neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla hybrydowy napęd generatorowo-elektryczny. Zespołowi, w skład którego wchodzą pracownicy wszystkich trzech partnerów projektu, udało się opracować rozwiązanie dostosowane do potrzeb autobusów pasażerskich na płycie lotniska. Lotnisko ma ambitny cel: najpóźniej do 2030 roku cała działalność lotniska powinna być neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla. - Modyfikacja floty autobusów załogowych i pasażerskich na lotnisku jest jednym z wielu środków na drodze do neutralności węglowej.
Napęd elektryczny zasilany wyłącznie z baterii nie jest rozwiązaniem - rozwiązaniem jest hybrydowa alternatywa
Pomysł zmodyfikowania autobusów poprzez wyposażenie ich w napęd elektryczny zasilany wyłącznie z baterii jest oczywistym wyborem. Jednak wymagania stawiane przez lotnisko nie odpowiadały temu pomysłowi. Autobusy pasażerskie na terenie lotniska w Monachium pokonują średnio około 14 kilometrów (9 mil) na godzinę, co jest dość niskim przebiegiem, a opóźnione starty i lądowania sprawiają, że ich trasy są trudne do zaplanowania. W związku z tym opcja ładowania okazjonalnego - regularnego ładowania autobusów w określonych punktach, gdy nie są używane - nie wchodzi w grę, zwłaszcza że należałoby stworzyć infrastrukturę ładowania i dostosować wymagane dostawy energii do pracy w trybie całkowicie elektrycznym.
CM Fluids dostarcza odpowiednią alternatywę w postaci CMF drive, swojej opatentowanej koncepcji napędu, która łączy duży zasięg silnika spalinowego z zaletami napędu elektrycznego i pokładową stacją ładowania zasilaną gazem. W tym pilotażowym projekcie, normalna oś napędowa w Mercedesie Citaro została zastąpiona osią elektryczną, która jest zasilana przez dwie połączone szeregowo baterie Webasto. Te z kolei czerpią energię z małego silnika gazowego zasilanego płynnym biometanem. Takie rozwiązanie uwzględnia długi czas eksploatacji autobusów oraz ich częste zatrzymywanie się i ruszanie: W ciągu zaledwie pięciu minut pojazd może zostać zatankowany 500 litrami paliwa, które wystarcza na przejechanie około 800 kilometrów (500 mil).
Hybrydowe koncepcje dla autobusów miejskich mają sens
Napęd CMF doskonale sprawdza się w miejskim transporcie publicznym, ponieważ zapasowy akumulator magazynuje energię hamowania powstałą podczas jazdy, dzięki czemu autobus może ją ponownie wykorzystać - idealne rozwiązanie dla autobusów miejskich, które często się zatrzymują i ruszają. Koncepcja ta została opracowana również z myślą o innych wymagających konfiguracjach, takich jak transport publiczny w regionach górskich lub długie, regionalne trasy. Pojazdy komunalne o dużej ładowności, takie jak śmieciarki, również mogą być przystosowane do tej metody ze względów ekonomicznych i ekologicznych.
Webasto zostało szybko wybrane jako dostawca baterii dla tej koncepcji, ponieważ systemy modułowe produkowane przez bawarskiego dostawcę dla przemysłu motoryzacyjnego łączą w sobie doskonałą cenę skalowalnego produktu typu "plug-and-play" z dokładnością i możliwością adaptacji wymaganą w przypadku rozwiązań niestandardowych. "To często jest bezkonkurencyjny punkt sprzedaży dla naszych klientów: Otrzymują oni indywidualne rozwiązanie oparte na naszych standardowych bateriach, bez konieczności ponoszenia wysokich kosztów rozwoju, ale za to o sprawdzonej jakości Webasto" - mówi Manuel Kagelmann, szef portfolio produktów Webasto w segmencie aftermarket. Dzięki niskiej prędkości średniej i silnikowi gazowemu, zmodyfikowany Mercedes Citaro potrzebuje baterii o pojemności zaledwie 70 kilowatogodzin, co gwarantują dwie baterie 400 V generujące napięcie napędowe 800 V.
Kolejny atut: Webasto steruje pracą baterii za pomocą interfejsu pojazdu (VIB), dzięki czemu energia odzyskana z układu hamulcowego może być szybko przesłana do akumulatorów zapasowych w obu bateriach. Ułatwia to także łączenie poszczególnych elementów koncepcji napędu. "Uzyskanie skutecznej komunikacji między elementami napędu hybrydowego było największym wyzwaniem w tym projekcie" - powiedział dr Markus Ostermeier, szef działu napędów CMF w CM Fluids.
Nagradzane i tanie rozwiązanie
Koncepcja, która niedawno otrzymała nagrodę German Gas Industry Innovation Award, jest dużym sukcesem dla portu lotniczego w Monachium: "Otrzymaliśmy doskonałe, tanie rozwiązanie do zastosowania na lotnisku, ponieważ mogliśmy z powodzeniem zmodyfikować pojazd z naszej floty", powiedział Tobias Prechtl z działu usług technicznych Flughafen München GmbH. "Modyfikacja kosztowała tylko połowę tego, co konwersja na pojazd w pełni elektryczny. Zakup zupełnie nowego autobusu byłby znacznie droższy niż to."
Modyfikacja ta pomogła również osiągnąć główny cel lotniska, jakim jest zmniejszenie emisji floty autobusów, ponieważ wykorzystanie płynnego biometanu jako paliwa gwarantuje neutralność węglową. W porównaniu z silnikiem diesla Euro 6, produkuje on do 90% mniej drobnych cząstek stałych i ponad 60% mniej tlenków azotu. Możliwe jest również stworzenie zamkniętego obiegu na lotnisku w Monachium, który będzie wytwarzał własne paliwo z odpadów zielonych z terenów trawiastych lotniska.
To pierwszy projekt hybrydowy Webasto. "Wiele systemów baterii Webasto można już znaleźć w szerokiej gamie pojazdów. Projekt realizowany wspólnie z CM Fluids to udany przykład tego, jak modyfikowanie pojazdów za pomocą systemów bateryjnych może połączyć zalety silnika spalinowego z napędem elektrycznym", powiedział Kagelmann.
Autobus na lotnisku w Monachium znajduje się obecnie w fazie pilotażowej. Jeśli faza ta zakończy się sukcesem, planowane są dalsze modyfikacje pojazdów załogi i pasażerów lotniska.