Trecerea de la motorină la hidrogen pentru alimentarea tractoarelor și a altor utilaje agricole capătă amploare.
Motoarele „H2-ready” sunt motoare proiectate sau modificate pentru a utiliza hidrogenul ca și combustibil. Aceste motoare sunt configurate pentru a exploata proprietățile hidrogenului ca sursă de energie, care poate fi utilizat în două tipuri de motoare: motoare cu combustie internă și motoare cu pile de combustie.
Un vehicul pe bază de hidrogen este echipat cu un motor capabil să convertească energia chimică a hidrogenului în energie mecanică. Până în prezent, acest proces poate avea loc în două feluri:
- Prin arderea hidrogenului prin intermediul unui motor cu ardere internă. Un mod care este denumit HICEV, un acronim din limba engleză „Hydrogen Internal Combustion Engine Vehicle„.
- Prin crearea unei reacții de hidrogen și oxigen prin intermediul unei pile de combustie. Un mod denumit FCEV, din engleză „Fuel Cell Electric Vehicle„. O celulă de combustibil, numită și pilă de combustie, este un dispozitiv electrochimic care generează electricitate fără a avea loc niciun proces de combustie termică.
Pregătirea unui motor pentru utilizarea hidrogenului poate necesita modificări specifice, cum ar fi instalarea unor componente care să poată gestiona în siguranță hidrogenul și să maximizeze eficiența motorului cu acest tip de combustibil.
De exemplu, pot fi necesare modificări ale sistemelor de combustibil, ale sistemelor de aprindere, ale supapelor și ale altor componente ale motorului pentru a se asigura că acestea funcționează în mod optim cu hidrogen. Motoarele care sunt „pregătite pentru H2” au, de obicei, componente sau configurații care pot acomoda hidrogenul. Injectoare speciale, camere de combustie sau garnituri sunt compatibile cu proprietățile unice ale hidrogenului.
Să aruncăm o privire asupra celor mai importante inovații apărute în ultimele luni în domeniul aplicațiilor industriale și agricole.
Cummins B6.7H (Motor hidrogen)
Acesta face parte din gama de motoare pe gaz natural Cummins. A fost dezvoltat pentru a oferi o opțiune mai curată și mai sustenabilă pentru transportul rutier și alte aplicații. Motorul pe hidrogen B6.7H are o putere de până la 290 CP (216 kW).
Este o platformă de motor complet nouă, echipată cu tehnologie de ultimă generație pentru a îmbunătăți densitatea de putere, a reduce pierderile prin frecare și a îmbunătăți eficiența termică. Ca urmare, performanța este echivalentă cu cea a unui motor diesel de cilindree similară. Este compatibil cu aceleași transmisii, și sisteme de răcire.
Un alt avantaj al motorului B6.7H este funcționarea sa considerabil mai silențioasă în comparație cu un motor diesel.
Motorul FPT Industrial XC13 H2
Noul motor FPT XC13 este primul motor multi-combustibil cu o singură bază. Motorul poate funcționa cu motorină, gaz natural, hidrogen și combustibili regenerabili.
Noul XC13, o întruchipare a conceptului Cursor X, este primul motor multi-combustibil cu o singură bază de la FPT Industrial. Poate fi alimentat fie cu motorină (biodiesel sau motorină sintetică), fie cu gaz natural (deci și biometan), fie cu hidrogen. Versiunea diesel oferă până la 600 CP și un cuplu de 2.850 Nm, realizând +5% putere și 14% cuplu față de actualul model Cursor 13.
Deutz TCG 7.8 H2 (Motor hidrogen)
Motorul cu șase cilindri TCG 7.8 H2 se bazează pe un concept de motor termic și, folosind hidrogenul drept combustibil este foarte silențios și furnizează o putere de 200 kW (2200 rpm).
Consumul de H2: ~19 kg/h la putere maximă (~12 kg/h GenSet). Motorul pe hidrogen a trecut cu succes testele inițiale pe bancă și se așteaptă să intre în producție în 2024. Motorul este potrivit pentru toate aplicațiile actuale ale Deutz. Însă, datorită infrastructurii disponibile, este probabil să fie utilizat în principal în echipamente staționare, generatoare și transport feroviar.
JCB AB448 (Motor hidrogen)
Mai mult de 75 de exemplare ale motorului AB448 H2 cu patru cilindri de 4,8 litri au fost asamblate la JCB Power Systems din Derbyshire. Proiectul continuă să fie supus unor teste de validare extinse. Configurat pentru a dezvolta aceeași putere și cuplu ca și omologul său cu motor diesel, două exemplare au fost montate pe o furgonetă de dimensiuni medii și pe un camion de 7,5 tone, precum și pentru a alimenta un buldoexcavator și un încărcător telescopic.
Injectoare Bosh H2
Adevărata inovație Bosch este injectorul specific pentru hidrogen. Inginerii Bosch au conceput o soluție pentru a menține fluidele separate în interiorul injectorului. Într-adevăr, într-un motor diesel convențional, injectorul este lubrifiat în mod constant de combustibil pentru a funcționa corect. Soluția concepută de ingineri implică un design sofisticat care menține fluidele separate în interiorul injectorului. Bosch intenționează să înceapă producția în masă a acestei tehnologii până în 2024.
Hidrogenul, multe proiecte, dar și îndoieli
PRO
- Transformarea motoarelor endotermice în motoare pe hidrogen nu necesită intervenții majore. Este nevoie doar de un kit de conversie. Capul de cilindree diesel este înlocuit cu un cap de cilindree hidrogen și un set de injectoare specializate. Așadar, pornind de la această ipoteză, hidrogenul ar putea funcționa foarte bine pentru anumite aplicații, cum ar fi modernizarea motoarelor diesel existente.
- Tendința multor producători de a se orienta spre electrificare avansează lent. În acest moment, tehnologia experimentală care sondează viabilitatea motoarelor electrice în domeniul vehiculelor grele (în special în sectorul transporturilor și al construcțiilor) nu dă rezultate reconfortante. Densitatea de energie cerută de baterii în operațiunile sub sarcină duce la epuizarea rapidă a acestora.
CONTRA
Cu siguranță, hidrogenul este cea mai ecologică sursă de energie care există, dar necesită o cantitate enormă pentru a fi procesat.
Într-adevăr, dezavantajele motoarelor pe hidrogen constau în principal în status quo-ul tehnologiei de producere a hidrogenului în sine. Procesul de separare a hidrogenului din elementele cu care este asociat în natură este complex, dar și stocarea și transportul sunt problematice.
Proiectele de optimizare a producției de hidrogen sunt în curs de evoluție, dar costurile sunt deocamdată ridicate, cu efect direct asupra prețurilor finale, care sunt acum mai mari chiar și decât costul motoarelor electrice. În plus, distribuitorii sunt insuficienți, ceea ce reprezintă o altă constrângere majoră.