Logotip kompanije Volvo

Kamioni

Inside Volvo – Gas
Tech Product

Plin – put u budućnost

2017-10-19
Tekst: Nic Townsend Fotografije: Arne Edström i DDR GBG
Sa novim motorom na plinski pogon izazov za inženjere kompanije Volvo Trucks bio je razvoj novog pogonskog sklopa kojim bi se mogla odmah smanjiti emisija CO2, ponuditi klijentima jednako visoke performanse kao kod dizelskih motora i stvoriti održivo rješenje za budućnost. Konačno rješenje značilo je ponovnu analizu cijele primjene principa rada dizelskog motora.
Volvo FH LNG u ruralnom predjelu.
Volvo FH LNG i Volvo FM LNG prvi su teški kamioni na plinski pogon na tržištu koji mogu pružiti dovoljnu snagu za zadovoljavanje potreba teških regionalnih prevoza i prevoza na dugim relacijama.

Sve veća zabrinutost za globalno zatopljenje povećava pritisak u pogledu napuštanja upotrebe fosilnih goriva. U mnogim svjetskim gradovima uprave traže načine da zabrane vožnju automobilima na dizelsko gorivo, u nekim slučajevima u roku od samo nekoliko godina.

Pitanje je: šta će biti alternativa? Koji izvor goriva može smanjiti emisiju CO2, pružiti potrebnu snagu i performanse i još uvijek ostati komercijalno održiva opcija za prosječnu prevozničku kompaniju? Kompanija Volvo Trucks vjeruje da je odgovor – barem djelimično – plin.

Volvo FH LNG i Volvo FM LNG prvi su teški kamioni na plinski pogon na tržištu koji mogu pružiti dovoljnu snagu za zadovoljavanje potreba teških regionalnih prevoza i prevoza na dugim relacijama. Oba modela, koja su dostupna u verzijama od 420 KS i 460 KS, pružaju jednake performanse i vozna svojstva kao njihovi ekvivalenti na dizelski pogon i mogu ostvariti domet od 1000 km između dva punjenja. 

Ustvari je jedina razlika u gorivu, prirodnom ukapljenom plinu (LNG), koje značajno smanjuje i troškove goriva i emisiju CO2. Kada je riječ o pogonu na prirodni plin, što je kratkoročno održivija opcija za većinu prevoznika, količina CO2 smanjuje se za 20% u poređenju sa dizelskim gorivom. Za kamion koji na teškim prevoznim zadacima prevaljuje 120.000 km godišnje, to znači uštedu od 18 – 20 tona CO2 godišnje. Međutim, najveće potencijalne uštede ostvaruju se kada je riječ o pogonu na bioplin, kada se emisija CO2 smanjuje za 100%. Nadalje, potrošnja goriva može se uporediti sa dizelskim motorima kompanije Volvo Trucks, a 15 do 25% je manja nego u klasičnim plinskim motorima. 

„LNG je obećavajući kao alternativa dizelskom gorivu, jer nudi dobru kombinaciju ekoloških i poslovnih prednosti“, kaže Lars Mårtensson, direktor odjeljenja za zaštitu okoliša i inovacije u kompaniji Volvo Trucks. „Prirodnog plina globalno ima u izobilju, a infrastrukturna mreža za LNG se proširuje.“

LNG ni u kom slučaju nije novo gorivo. Međutim, kompanija Volvo Trucks prva je koja ga upotrebljava za postizanje ovog nivoa snage u teškim kamionima na plinski pogon. To omogućava primjena Dieselovog principa umjesto Ottove tehnologije, koja je najčešća u slučaju plinskih motora. Ključna je razlika u tome što se kod Ottovih motora paljenje vrši svjećicom, koja donosi i ograničenja u pogledu snage, momenta i pouzdanosti, a osjetljivija je i na udarce. Motori na dizelski princip mogu ostvariti veću snagu i obrtni moment upotrebom direktnog ubrizgavanja te sabijanjem i zagrijavanjem pri paljenju. 

„Do sada je izazov bio nemogućnost zapaljenja plina samo sabijanjem – za započinjanje procesa gorenja plina bilo je potrebno još nešto. Dizelsko gorivo koje se pali sabijanjem ono je što pali plin u motoru“, objašnjava Anneli Soppi, glavni voditelj projekta u odjeljenju za tehnologiju kamiona grupe Volvo. „Međutim, to donosi i izazov u pogledu načina ubrizgavanja dva različita goriva u cilindar, jer je postojanje dvije mlaznice za ubrizgavanje problematično.“

LNG je obećavajući kao alternativa dizelskom gorivu, jer nudi dobru kombinaciju ekoloških i poslovnih prednosti.

Odgovor je stigao u obliku dvije koncentrične igle koje direktno ubrizgavaju i dizelsko gorivo i plin. Primjenom te jedinstvene tehnologije mala količina dizelskog goriva ubrizgava se u cilindar prije plina kako bi se pokrenulo paljenje. 

„Dizelsko gorivo u suštini služi kao tečna svjećica“, kaže Anneli Soppi. „Motor uglavnom radi na plin, koji ustvari zamjenjuje 90% dizelskog goriva koje se koristi u konvencionalnim dizelskim motorima, ali ipak ostvarujemo sve prednosti dizelskog motora, uključujući jednako veliku snagu i obrtni moment.“




Da li to, dakle, znači da je prirodni plin budućnost prevozničke industrije? Popularna percepcija je da će to biti električna energija, ali, iako to može biti istina kada je riječ o putničkim automobilima, razvoj tehnologije elektromobilnosti još uvijek je jako daleko od ostvarenja komercijalno održivog teškog kamiona za primjenu na dugim relacijama. 

„Pobjednička goriva bit će ona koja mogu pružiti dobru energetsku efikasnost i mali utjecaj na klimu“, kaže Lars Mårtensson, direktor odjeljenja za zaštitu okoliša i inovacije u kompaniji Volvo Trucks. „Očekuje nas razvoj brojnih alternativnih goriva, uključujući električnu energiju, a za različite namjene upotrebljavaće se različita goriva. Dizelsko gorivo i dalje će se široko primjenjivati još godinama, sve dok budemo prolazili kroz taj proces tranzicije. Međutim, kada je riječ o teškim regionalnim prevozima i prevozima na dugim relacijama, LNG je danas očigledno u najboljoj poziciji da postane globalno dostupna alternativa dizelskom gorivu.“ 

Dugoročno, zbog mogućnosti upotrebe bioplina umjesto prirodnog plina, LNG pruža mogućnost dodatnog smanjenja emisije. „Svi budući prelasci na bioplin odvijaće se postepeno, pa će najuspješniji bioplinovi biti oni koji će moći biti podržani fosilnim verzijama tog goriva tokom procesa tranzicije“, dodaje Lars Mårtensson. „Na primjer, prirodni plin pruža sigurnost dobave za sva vozila na pogon bioplinom. Sa poboljšanjem proizvodnje i distribucije te smanjenjem troškova bioplina, mogućnost rada na bioplin na odgovarajući način će se povećati. Ukratko, moći ćete značajno smanjiti CO2 jednostavnom zamjenom izvora goriva.“




Danas je najveća prepreka korištenju LNG-a, bez obzira na to da li je to prirodni plin ili bioplin, nedostatak infrastrukture za distribuciju i punjenje. Međutim, sa većim fokusom na klimatske promjene, mnoge vlade podržavaju ulaganja u LNG infrastrukturu. To znači da dobavljači plina sada mogu uvidjeti velik komercijalni potencijal u isporuci prevozničkoj djelatnosti. 

„Vjerujemo da prirodni plin nudi najveći potencijal za trenutna smanjenja CO2, kao i dugoročno rješenje najmanje za sljedećih 20–30 godina“, kaže Lars Mårtensson. „Nedostatak infrastrukture predstavlja izazov, ali sa njim se ne moramo boriti sami. Na primjer, EU to prepoznaje i predvidjela je finansiranje i programe. A razvoj kamiona kao što su Volvo FH LNG i Volvo FM LNG također će pomoći u ubrzavanju proizvodnje LNG-a, tako da je njegov potencijal ogroman. 

Do sada je izazov bio nemogućnost zapaljenja plina samo sabijanjem – za započinjanje procesa gorenja plina bilo je potrebno još nešto.

U skladu sa tim, Volvo FH LNG i Volvo FM LNG projektovani su imajući u vidu dugoročnu korist, a u taj proces bili su uključeni inženjeri kompanije Volvo Trucks na više lokacija širom svijeta. „Dizelski motori poznat su teritorij za kompaniju Volvo Trucks, koja ih razvija i poboljšava već više od 70 godina. Međutim, sa LNG pogonskim sklopom nalazimo se na novom terenu i bez sumnje će nam trebati vrijeme zbog potrebe za izgradnjom internog znanja i stručnosti “, kaže Mats Franzén, voditelj proizvodnje motora u kompaniji Volvo Trucks.

Za ovaj projekt jedan od jedinstvenih izazova u radu sa plinom pod visokim pritiskom je osiguranje da sistem bude hermetički zatvoren; zato je utrošeno nebrojeno sati u osiguravanje da brtve budu potpuno nepropusne, a strogo su ispitane i kako bi se potvrdila njihova dugoročna trajnost. 

Ukupno gledano, nova vozila podvrgavaju se jednakom ispitivanju i potvrđivanju koje Volvo Trucks primjenjuje na sve svoje motore i vozila, uključujući testove na sudar i trajnost te opsežna terenska testiranja u hladnim i vrućim krajevima, kao i na velikoj nadmorskoj visini.

„To je opsežan postupak, ali rezultat toga biće kamioni sa vrlo visokim performansama“, kaže Mats Franzén. „U vožnji se neće moći razlikovati da li vozite kamion na dizelsko ili plinsko gorivo. Oni su kombinacija ušteda na gorivu i ušteda CO2 te trajnosti kao što je dizel!” 

Volvo FH LNG i Volvo FM LNG

Modeli: dostupni su kao tegljači (4x2, 6x2, 6x4) i klasični kamioni (4x2, 6x2, 6x4) bruto težine vozila do 64 tone.
Motor: Volvo G13C Euro 6 sa 420 KS/2100 Nm ili 460 KS/2300 Nm.
Mjenjač: Volvo I-Shift.
Rezervoari sa gorivom: dostupne su LNG verzije od 115 kg (275 l), 155 kg (375 l) ili 205 kg (495 l) radnog dometa do 1000 km, plus mali rezervoar za dizelsko gorivo.
Naknadna obrada ispušnih plinova: SCR i filter za čestice u gorivu.

Volvo FH LNG i Volvo FM LNG biće dostupni na evropskim tržištima u prvoj polovini 2018. godine.