Aktualności

Alternatywy dla silników spalinowych – co nas czeka?

Dokąd zmierzają technologie napędowe? Czy silniki elektryczne wkrótce sprawią, że diesel i benzyna znikną z pola widzenia? A może w grę wchodzą zupełnie inne źródła energii? W DACHSER specjaliści ds. logistyki z różnych działów od pewnego czasu testują alternatywne technologie napędowe i ich praktyczne zastosowania w sieci logistycznej.

R&D skupia się na przyjaznych środowisku alternatywach dla napędu
R&D skupia się na przyjaznych środowisku alternatywach dla napędu

Gospodarka neutralna dla klimatu do 2050 r.: to ambitny cel ogłoszony niedawno przez Unię Europejską w ramach „Zielonego Ładu”. W wysiłkach UE na rzecz wdrożenia porozumienia klimatycznego z Paryża z 2015 r. restrukturyzacja i reorganizacja transportu i ruchu odgrywają kluczową rolę, ponieważ odpowiadają za około jedną piątą wszystkich emisji gazów cieplarnianych w rozwiniętych krajach uprzemysłowionych, takich jak Niemcy.

„Ekologiczna mobilność stanie się możliwa tylko wtedy, gdy system transportowy będzie efektywnie zorganizowany i oparty na cyfryzacji, wymianie danych i kompatybilnych standardach. Umożliwi to inteligentne zarządzanie ruchem i pozwoli na zautomatyzowanie działań wszystkich przewoźników, co z kolei doprowadzi do mniejszych zatorów i większej przepustowości”- stwierdza Komisja Europejska. Podstawę ekolgicznej mobilności ma stanowić stopniowe przechodzenie na silniki napędzane paliwami niekopalnymi w transporcie pasażerskim i towarowym.

Innymi słowy, mobilność przyjazna dla klimatu wymaga złożonej odpowiedzi. Z tego powodu DACHSER - oprócz swoich dotychczasowych starań w zakresie zarządzania środowiskowego i prowadzonego od kilku lat innowacyjnego projektu City Distribution - zintensyfikował analizę alternatywnych technologii napędowych i paliw. „Badamy obecne i przyszłe technologie wspólnie z naszymi wewnętrznymi specjalistami i oddziałami oraz omawiamy je z partnerami zewnętrznymi. Koncentrujemy się na ocenie alternatywnych systemów napędowych i paliw, a także nowych koncepcji logistycznych, które się z nimi wiążą, zwłaszcza w transporcie ciężarowym ”- mówi Stefan Hohm, dyrektor korporacyjny ds. rozwiązań korporacyjnych, badań i rozwoju w DACHSER.

W swoich działaniach i projektach testowych R&D firma prowadzi interdyscyplinarny dialog z ekspertami z Road i Air & Sea Logistics. Niemniej, w perspektywie krótkoterminowej, na horyzoncie nie rysują się żadne gotowe do wprowadzenia na rynek rozwiązania. „Obecnie nie ma możliwości zastosowania w praktyce któregokolwiek z alternatywnych systemów napędowych i wolnych od emisji, zrównoważonych paliw ani ze względów technicznych, ani z powodów ekonomicznych” - wyjaśnia Andre Kranke, kierownik działu badań i rozwoju oraz zarządzania innowacjami.

Poszukiwane: rozwiązania dla transportu długodystansowego

Ale jedno jest jasne: w dłuższej perspektywie przyszłość należy do silnika elektrycznego, zasilanego energią elektryczną z akumulatorów lub wodorowego ogniwa paliwowego. DACHSER już korzysta z pierwszych samochodów ciężarowych z zasilaniem akumulatorowym w ramach nowych projektów logistyki miejskiej, na przykład w Stuttgarcie, Berlinie czy Hamburgu. Jednak przy zasięgu sięgającym 200 km możliwości wykorzystania tych pojazdów są nadal ograniczone. W perspektywie średnioterminowej wydaje się technicznie możliwe - aczkolwiek nadal trudne do oszacowania ekonomicznie - że ciężarówki z napędem elektrycznym będą używane do dystrybucji regionalnej na dystansie do około 450 km. „Ale poza tym kwestia czystej mocy baterii staje się bardzo niepewna. Korzystając z tej technologii nie jesteśmy w stanie zapewnić opłacalnej relacji zasięgiem – ładunek – czas załadunku, która opłacałaby się na długodystansowych trasach transportowych ”- mówi Kranke.

Obecnie Niemcy testują sposób zasilania pojazdów elektrycznych przez napowietrzne linie energetyczne na „eHighway” w ciągu autostrady A1 w pobliżu Lubeki i w innych miejscach. Czy może to otworzyć drogę do dalekobieżnego transportu elektrycznego? Niekoniecznie. „Jednym z powodów, dla których to rozwiązanie nie działa, jest ciągła potrzeba przenoszenia ładunków między transportem krótko- i długodystansowym. Po drugie, długodystansowy ruch towarowy wymagałby ogólnoeuropejskiego systemu linii napowietrznych. Taki system wydaje się obecnie niemożliwy do stworzenia ze względu na wysokie koszty inwestycji i zmienne warunki w różnych obszarach geograficznych ”- zauważa Hohm.

W dłuższej perspektywie przyszłość należy do silnika elektrycznego, zasilanego energią elektryczną z akumulatorów lub wodorowego ogniwa paliwowego. DACHSER już korzysta z pierwszych samochodów ciężarowych z zasilaniem akumulatorowym w ramach nowych projektów logistyki miejskiej, na przykład w Stuttgarcie, Berlinie czy Hamburgu.

Co to oznacza dla silnika wysokoprężnego? „Wciąż jest to najczęściej używany i najbardziej opłacalny system napędowy w transporcie towarowym i prawdopodobnie pozostanie taki w perspektywie średnioterminowej” - mówi Kranke. Wysoka gęstość energetyczna oleju napędowego umożliwia pokonywanie bardzo długich dystansów, a technologia jest wysoce dopracowana - w dużej mierze dzięki presji coraz bardziej rygorystycznych norm UE. I wreszcie, wykorzystanie ciężarówek z silnikiem diesla jest wydajne, ponieważ wykorzystuje istniejącą globalną infrastrukturę i technologię. W połączeniu z biopaliwami drugiej generacji silniki wysokoprężne mogą znacząco przyczynić się do redukcji emisji gazów cieplarnianych w niektórych krajach UE. W ten sposób ich stają się istotnym krokiem pośrednim na drodze do elektromobilności.

„Zatem z ekologicznego punktu widzenia logistycy powinni omawiać zatwierdzenie dodatkowych tras w Niemczech dla większych ciężarówek i uzyskać pozwolenie na świadczenie usług transgranicznych” - radzi Kranke.

Neutralność technologiczna jest nadal wymagana
Neutralność technologiczna jest nadal wymagana

Silniki napędzane gazem ziemnym wciąż mają niewykorzystany potencjał

Naukowcy szukają również możliwości wykorzystania w układach napędowych samochodach ciężarowych gazu ziemnego w postaci sprężonego gazu ziemnego (CNG) lub skroplonego gazu ziemnego (LNG). Jednak stosowanie gazu ziemnego, który również jest paliwem kopalnym, to żadne znaczące korzyści dla klimatu. „W zależności od zastosowanej technologii mówimy o oszczędności CO2 o około 10-15 proc. w porównaniu z nowoczesną ciężarówką z silnikiem wysokoprężnym” – mówi Hohm. Jedynie bio-LNG i bio-CNG są faktycznie brane pod uwagę jako technologie pośrednie; jednak ich ekonomiczna wykonalność i przydatność do codziennego użytku są bardzo zróżnicowane w UE, dlatego należy je oceniać indywidualnie dla każdego przypadku.

W logistyce dużo się dyskutuje także o paliwach syntetycznych, czyli paliwach płynnych lub gazowych (olej napędowy, LNG, metanol itp.), wytwarzanych syntetycznie z wykorzystaniem energii elektrycznej. Aby były one neutralne dla klimatu, muszą być produkowane z wykorzystaniem technologii power-to-X. Na przykład proces zamiany energii na gaz przekształca wytwarzaną w sposób zrównoważony energię elektryczną - głównie z wiatru i energii słonecznej - w ekologiczny wodór, który jest podstawą wszystkich paliw syntetycznych. Jednakże, ponieważ ilość straconej energii w trakcie przechodzenia od elektryczności przez ekologiczny wodór do paliwa syntetycznego jest nadal niezwykle wysoka, nie ma obecnie ekonomicznie opłacalnych realizacji tego pomysłu. Bardziej obiecujące wydaje się bezpośrednie wykorzystanie zielonego wodoru w postaci napędu z ogniwami paliwowymi do samochodów ciężarowych.

Energetyczny cud

Uważane przez długi czas za energetyczny cud ogniwo paliwowe prawie całkowicie zniknęło z publicznej dyskusji, ale obecnie znów wraca na agendę. Ogniwa paliwowe przekształcają wodór w energię elektryczną, która następnie napędza silnik elektryczny. W rzeczywistości technologia jest już bardzo zaawansowana: ogniwa paliwowe stały się nieodzowną częścią podróży kosmicznych, a także udowodniły swoją przydatność do codziennego użytku w przenośnikach naziemnych. Jednak technologia ta nie sprawdziła się jeszcze na drogach.

Nadal jest wiele do zrobienia, aby ogniwa paliwowe mogły być praktycznie i na dużą skale wykorzystywane w transporcie. W tej chwili w użyciu są tak naprawdę tylko prototypy, chociaż ogłoszono pierwsze małe floty testowe. „Daleko nam jeszcze do tego, by w najbliższym czasie ciężarówki na ogniwa paliwowe zastąpiły ciężarówki z silnikiem diesla” - zauważa Kranke. I dodaje, że spośród znanych producentów, tylko światowy lider rynku Mercedes-Benz zobowiązał się do realizacji określonej strategii technologii ogniw paliwowych. Firma planuje wypuścić ciężarówki z wodorowymi ogniwami paliwowymi w 2029 roku. Od 2039 roku wszystkie pojazdy użytkowe zjeżdżające z jej linii montażowych w Stuttgarcie mają być zasilane albo wodorowymi ogniwami paliwowymi, albo akumulatorami.

Testy aut elektrycznych
Testy aut elektrycznych

Dialog to podstawa

Hohm ma mieszany pogląd na obecną sytuację: „LNG i CNG na bazie paliw kopalnych dla ciężarówek nie pomogą nam osiągnąć naszych celów klimatycznych, ponieważ nie są one zdecydowanie lepsze niż nowoczesna ciężarówka z silnikiem Diesla Euro VI. Akumulatory są zbyt ciężkie, aby uzywać ich w pełni elektrycznym transporcie ciężkim; infrastruktura ładowania byłaby niezwykle skomplikowana i kosztowna, a pojazdy wykorzystujący tę technologią raczej nie nadawałyby się do wykorzystania w ekonomicznie opłacalnym transporcie ładunków. Układy napędowe z wodorowymi ogniwami paliwowymi wydają się obiecujące, ale pod względem wydajności, przydatności do codziennego użytku i dostępności do tej technologii przed nami nadal daleka droga.”

Dla DACHSER oznacza to wzmożenie wysiłków w celu rozwiązania wszystkich tych problemów w badaniach i rozwoju. Jak to ujął Hohm: „Kontynuujemy opracowywanie alternatywnych układów napędowych do transportu towarów. W tym celu intensyfikujemy współpracę z inicjatywami i stowarzyszeniami, producentami i partnerami badawczymi oraz poszerzamy naszą wiedzę, uczestnicząc w projektach pilotażowych. W ten sposób dążymy do osiągnięcia celu klimatycznego do 2050 r. ”.

Kontakt Anna Szalek-Kowalska