MAN dostarczy BVG autobusy zasilane wodorem

1 czerwca 2006 r., w obecności Federalnego Ministra Środowiska Niemiec, Sigmara Gabrieal, BVG odebrało pierwsze 2 autobusy MAN Lion’s City wyposażone w silniki spalinowe napędzane wodorem. W ramach projektu HyFLEET:CUTE, współfinansowanego przez KE, berliński przewoźnik ma docelowo otrzymać 14 tego typu pojazdów, co uczyni go największym użytkownikiem autobusów zasilanych wodorem na świecie. „Po raz pierwszy do eksploatacji zostaną wprowadzone autobusy napędzane wodorem tak bliskie konstrukcyjnie rozwiązaniom seryjnym.”–powiedział podczas ceremonii przekazania dwóch pierwszych pojazdów BVG ErnöBartha, dyrektor NEOMAN Bus GmbH. Dla ich właściwej obsługi, BVG musiało przystosować swoją zajezdnię przy Heerstrasse w Spandlu we współpracy z firmą TOTAL, która m.in. dostarczyła osprzęt do tankowania wodoru.

Wodór jako paliwo stanowi znaczącą szansę na redukcję emisji zanieczyszczeń, a zwłaszcza gazów cieplarnianych, przez branżę transportową, co ma szczególne znaczenie wobec oczekiwanego stałego wzrostu zapotrzebowani na mobilność. Już dziś, silnik wodorowy H 2866 UH oraz jego udoskonalona wersja H 2876 UH 01 osiągają poziomy emisji spalin znacznie poniżej wszelkich znanych europejskich norm.

 

Tabela 1: Poziomy emisji poszczególnych zwizków w spalinach silnika wodorowego MAN H2866 oraz H2876, w porównaniu z normami Euro 5 (wchodzą w życie w 2008 r.)

 

Pojazd mógł także być zasilany benzyną podczas podróży pomiędzy ośrodkami testowymi. Autobus był używany w regularnej komunikacji pomiędzy Erlangen i Monachium w latach 1996-1998, pokonując łącznie 42 000 km. Z myślą o dalszym rozwoju tego typu silników, w zakładach w Norymberdze zamontowano nową linię do przeprowadzania badań. Jednocześnie, zdobywano doświadczenie poprzez prowadzenie praktycznych prób u klientów. Dobrym przykładem takiej współpracy była wielofazowa eksploatacja autobusu MAN zasilanego wodorem przez BVG od drugiej połowy 2004 r. Także ten pojazd wyposażono w jednostkę spalinową zasilaną wodorem typu MAN H 2866 UH.

W połowie 1999 r. rozpoczął się tzw. Projekt ARGEMUC, w ramach którego 3 niskopodłogowe autobusy przegubowe zasilane wodorem zmagazynowanym w postaci sprężonej aluminiowych butlach o łącznej pojemności 250 dm3, umieszczonych na dachu. Te pojazdy były przystosowane do pracy wyłącznie na wodorze. Moc takiego silnika wynosi 140 kW (190 KM), a maksymalny moment obrotowy –700 Nm. Trzy dostarczone wówczas pojazdy (dwa typu MAN NL i jeden typu Neoplan Centroliner) służyły do 2005 r. jako autobusy lotniskowe, przemierzając łącznie 450 000 km. Od sierpnia 2005 r., 3 autobusy zasilane wodorem –2 z silnikiem spalinowym i 1 z ogniwami paliwowymi, są eksploatowane przez komunikację lokalną w Monachium w okolicach portu lotniczego.

Spalinowe silniki MAN zasilane wodorem działają na podobnej zasadzie, jak jednostki MAN zasilane gazem ziemnym (E 2866/2876), które są obecnie eksploatowane w liczbie ponad 4000 sztuk na całym świecie. Dzięki wysokiemu poziomowi unifikacji z silnikami na gaz ziemny, a także standardowymi jednostkami Diesla, cena silnika spalinowego zasilanego wodorem jest znacznie niższa, niż układu napędowego opartego o ogniwa paliwowe. Jednostka o której mowa to 6-cylindrowy, 4-suwowy silnik rzędowy, działający w oparciu o cykl Otto. Do jego charakterystycznych cech należą: zewnętrzne sporządzanie mieszanki, zapłon iskrowy oraz specjalny system kontroli jakości paliwa, bazujący na zaworze motylkowym. Ważną cechą wodoru jako paliwa jest fakt, że energia potrzebna do uzyskania zapłonu mieszanki wodorowo-powietrznej wynosi ok. 1/12 energii powodującej zapłon mieszanki powietrza z benzyną.

Aby podnieść moc silników napędzanych wodorem, konstruktorzy MAN pracują obecnie nad turbodoładowaną wersją jednostki. Obecnie trwają prace nad modelem wyposażonym qw turbinę napędzaną gazami spalinowymi. Nowa jednostka typu H 2876 LUH 01, jest opracowywana w związku z testami przed planowanym wdrożeniem projektu HyFLEET:CUTE i jest oparta w większości na typowym silniku typu Diesel D2876. Jedną z głównych innowacji jest zastosowanie w nim specjalnych zaworów, które pozwalają wprowadzać wodór bezpośrednio do komory spalania pod niskim ciśnieniem ok. 10 bar, unikając spalania stukowego. Turbodoładowanie, napędzane gazami spalinowymi, pozwala z kolei znacznie zwiększyć ilość powietrza w mieszance, co umożliwia pracę na mieszance o zmiennym współczynniku nadmiaru powietrza (tzw. tryb lean-mix). Może się to przyczynić do znaczącego zmniejszenia zużycia paliwa.

Ponieważ prace nad zaadaptowaniem ogniwa paliwowego do napędzania pojazdów użytkowych są dopiero na wstępnym etapie i wiążą się z bardzo dużymi kosztami, MAN postanowił wprowadzić w średnim terminie silniki spalinowe zasilane wodorem do swoich pojazdów transportu publicznego, chcąc przygotować się do uruchomienia ich seryjnej produkcji. Zadecydowały o tym następujące zalety tego rodzaju napędu:

Silniki spalinowe, które są dostosowywane do spalania wodoru, sprawdziły się w ciągu wielu dziesięcioleci i charakteryzują się wysoką niezawodnością

Silniki spalinowe zasilane wodorem mogą zostać w krótkim czasie przygotowane do produkcji seryjnej

Przy ich wytwarzaniu można w znacznym stopniu korzystać z dotychczasowych maszyn i procesów produkcyjnych

Tego typu układ napędowy może zostać w prosty sposób zastosowany w istniejących już konstrukcjach bez konieczności wprowadzania znacznych zmian technicznych Koszty systemowe tego rodzaju napędu są znacznie niższe, niż w przypadku innych rodzajów napędów wodorowych. Silniki tego typu mogą korzystać ze wszelkich znanych już udoskonaleń dla silników spalinowych, zwiększających moc i wydajność pracy. Wymagania dotyczące czystości paliwa wodorowego są znacznie niższe, aniżeli w przypadku ogniw paliwowych. Prace nad silnikami spalinowymi zasilanymi wodorem świadczą o wysokiej kompetencji MANa i Neoplana w zakresie innowacyjnych i przyjaznych środowisku systemów napędowych, które są bliskie seryjnej produkcji.

 

Tabela 2: Dane techniczne silników spalinowych MAN zasilanych wodorem