Der Nutzfahrzeughersteller Volvo Construction Equipment (Volvo CE) setzt seine Verpflichtung fort, den Wandel hin zu einer Netto-Null-Zukunft voranzutreiben. Nach Abschluss eines Forschungsprojekts, das darauf abzielt, neue Wege in der Wasserstofftechnologie zu beschreiten, hat das Unternehmen mit der Erprobung des weltweit ersten knickgelenkten Kipper-Prototypen mit Brennstoffzellen begonnen, dem Volvo HX04. Die Ergebnisse des Projekts sollen wichtige Einblicke in die Möglichkeiten liefern, die Wasserstoff und Brennstoffzellen bieten, während Volvo CE die Forschung für seine zukünftigen Produktentwicklungsprogramme fortsetzt.
Neben batterieelektrischen Lösungen, bei denen Volvo CE bereits eine breite Palette an kommerziellen Fahrzeugen anbietet, umfassen die Bemühungen des Unternehmens unter anderem auch die Erforschung des Potenzials der Elektrifizierung durch Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie. Mit der Erprobung des weltweit ersten Prototyps eines knickgelenkten Muldenkippers mit Wasserstoff-Brennstoffzellen sei ein wichtiger Meilenstein erreicht, so das Unternehmen in einer aktuellen Mitteilung.
„Als Erfinder des weltweit ersten knickgelenkten Dumpers vor mehr als 55 Jahren sind wir glücklich und stolz darauf, mit diesem Brennstoffzellen-Kipper-Konzept erneut den Wandel voranzutreiben. Obwohl es sich um einen frühen Prototyp handelt, wird diese Innovation neben batterieelektrischen Lösungen wertvolle Einblicke in die Möglichkeiten von Wasserstoff bei der Energieumwandlung geben. Wir glauben, dass wir durch die Erforschung mehrerer Technologien den besten Weg zur Dekarbonisierung der Bauindustrie schaffen können.“ – Carolina Diez Ferrer, Head of Advanced Engineering Programs bei Volvo CE
Der Volvo HX04 ist das Ergebnis eines Forschungsprojekts, das zwischen 2018 und 2022 stattfand und von FFI finanziert wird, einer nationalen Zusammenarbeit zwischen der schwedischen Innovationsagentur Vinnova, der schwedischen Energieagentur und der schwedischen Verkehrsbehörde, um die strategische Forschung, Innovation und Entwicklung nachhaltiger Fahrzeuge zu unterstützen. Zu den Partnern gehören Volvo CE, RISE Research Institutes of Sweden, die Fachkompetenz in den Bereichen Antriebsstrangentwicklung und -sicherheit einbrachten, und PowerCell Sweden, ein Entwickler von brennstoffzellenbasierten, wasserstoffelektrischen Energielösungen.
Die Entwicklung und der Bau des sechsrädrigen Prototyps wurden größtenteils im Werk von Volvo CE in Braås, Schweden, durchgeführt – dem gleichen Ort, an dem Gravel Charlie, der im Jahr 1966 weltweit erste knickgelenkte Dumper, entwickelt wurde. Dieses Fahrzeug als Vorbild brachte dem Volvo HX04 den Spitznamen „Elektrischer Charlie“ ein. Ingenieure des Technologiezentrums in Eskilstuna, Schweden, haben mit der Softwareentwicklung und dem im Brennstoffzellen-Testlabor gesammelten Wissen dazu beigetragen. Obwohl nicht im Handel erhältlich, sollen die Erkenntnisse aus dem Konzept unweigerlich die zukünftige Produktion beeinflussen, so Volvo.
Die Infrastruktur für Wasserstoff befindet sich noch in der Entwicklung, was bedeutet, dass die Betankung des Volvo HX04 ein wichtiger Aspekt ist, der im Projekt gelöst werden muss. Shell hat auf der Teststrecke von Volvo CE in Braås bereits eine Wasserstofftankstelle installiert. Sowohl Shell als auch die Volvo Group sind Gründungsmitglieder von H2Accelerate, einer Zusammenarbeit von Unternehmen, die daran arbeiten, die Bedingungen für die Massenmarkteinführung von Wasserstoff-Lkw in Europa zu fördern.
„Die Bereitstellung der Betankungsinfrastruktur für dieses innovative Projekt gab Shell die Gelegenheit, unsere technischen Fähigkeiten im Bereich Wasserstoff zu demonstrieren, und ermöglichte es uns, einen unserer wichtigsten Kooperationspartner dabei zu unterstützen, auf seinem Weg zur Dekarbonisierung einen weiteren Schritt nach vorne zu gehen.“ – Oliver Bishop, General Manager for Hydrogen Mobility bei Shell
Der Tankvorgang für Wasserstofffahrzeuge erfolgt sehr schnell – der Volvo HX04 ist in etwa 7,5 Minuten mit 12 kg Wasserstoff betankt und kann damit etwa vier Stunden lang betrieben werden. Brennstoffzellen arbeiten durch die Kombination von Wasserstoff mit Sauerstoff, die daraus resultierende chemische Reaktion erzeugt Strom, der wiederum die Maschine antreibt. Dabei erzeugen Brennstoffzellen auch Wärme, die zum Heizen der Kabine genutzt werden kann. Brennstoffzellen geben am Auspuff nur eines ab – Wasserdampf.
Ein Brennstoffzellen-Fahrzeug funktioniert im Prinzip ähnlich wie ein Batterie-Fahrzeug, nur dass es seinen eigenen Strom aus dem Wasserstoff an Bord erzeugt und nicht extern aufgeladen wird. Fahrzeuge mit Brennstoffzellen-Elektroantrieb haben eine Betriebszeit, Reichweite und Betankungszeit, die denen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ähnlich ist.
Während batterieelektrische Fahrzeuge schon heute als nachhaltigere Alternativen zu Dieseln und Benzinern im Handel erhältlich sind, wird die verstärkte Kommerzialisierung von wasserstoffbetriebenen Maschinen in der zweiten Hälfte dieses Jahrzehnts erwartet.
Quelle: Volvo Construction Equipment – Pressemitteilung vom 13.06.2022
Das heißt bei 32 kg H2 (Hyundai H2-Lkw) würde der Tankvergang 20 Minuten betragen, wenn die restlichen 24,5 kg H2 bei steigendem Druck in den H2-Tanks auch genauso schnell in die H2-Tanks kämen wie die ersten 7,5 kg – von „sehr schnell“ kann da wohl kaum die Rede sein.
Im übrigen hätte man hier auch die BEV-Variante zum Vergleich testen können – teuere BZ-Anlage, H2-Tanks und den kleinen Akkupack raus und einen größeren Akkupack eingebaut – oder wollte man keinen Vergleich?
„Während batterieelektrische Fahrzeuge schon heute als nachhaltigere Alternativen zu Dieseln und Benzinern im Handel erhältlich sind, wird die verstärkte Kommerzialisierung von wasserstoffbetriebenen Maschinen in der zweiten Hälfte dieses Jahrzehnts erwartet.“
Das sehe ich seit langer Zeit auch so. Die Dichte von H2 Tankstellen ist zwar noch gering, aber ganz früher gab es Benzin auch nur in Apotheken – und: H2 gibt es unbegrenzt – wie im Himmel, also auch auf Erden. Beide Systeme der Elektrifizierung von Maschinen und Fahrzeugen haben ihre eigenen spezifischen Einsatzbereiche – wobei das industrielle Anwendungsspektrum bei der Brennstoffzelle breiter ist (Taschenlampen hingegen werden wohl noch lange mit Batterien betrieben). Die Produktion von Batterien bringt außerdem ökologische, soziale und auch Nachaltigkeitsprobleme mit sich (Lithium, Kobalt & Co aus wasserarmen Entwicklungsländern).
Leider wird sowohl für die Elektrolyse von H2 als auch für die Ladung von Batterien immer noch viel zu viel Kohlestrom verwendet. Daran muß weiter gearbeitet werden!