Volvo FCEV – Vodíkové články

Původně švédský, dnes nadnárodní koncern Volvo Group je jedním z největších světových výrobců užitkových vozidel, ale i lodních motorů a průmyslových pohonných zařízení. 

Do skupiny dnes patří nejen Volvo Trucks, ale i francouzský Renault Trucks a severoamerický Mack Trucks. Volvo Trucks nyní poskytuje komplexní přepravní řešení a nabízí širokou škálu vozidel pro městskou, regionální, dálkovou i těžkou nákladní dopravu. Stěžejními hodnotami společnosti jsou kvalita, bezpečnost a ohleduplnost k životnímu prostředí. Zákazníci mají k dispozici síť obchodních zastoupení, čítající 2200 servisních středisek ve více než 130 zemích světa, a užitková vozidla Volvo se vyrábí ve 13 státech. V roce 2021 se celosvětově prodalo 123 000 nákladních vozidel Volvo.

Omezené zásoby fosilních paliv společně s ohrožením životního prostředí však přinášejí revoluční změny v mobilitě. Pomalu končí éra spalovacích motorů a začíná nové období elektropohonu. Ten není ničím novým, je stejně starý jako automobil samotný, ale více než století se hledal vhodný zdroj elektrické energie. Elektromotor má skvělou trakční charakteristiku, vůz proto nepotřebuje ani spojku a převodovku, ale všechny známé akumulátory elektrické energie mají velmi nízkou energetickou hustotu ve srovnání s kapalnými palivy pro spalovací motory. Jedinou nadějí byl zatím lithium-iontový akumulátor používaný elektromobily současné nabídky. Zásoby lithia nejsou ale neomezené a největší ložiska jsou na Dálném východě v Číně. Již od konce minulého století se proto věnuje značná pozornost jinému zdroji, kterým je palivový článek. Nejvhodnějším „palivem“ je vodík, jenž v článku reaguje s kyslíkem ze vzduchu a generuje elektrický proud. Jedinou zplodinou této fyzikálně-chemické reakce je voda. K tzv. dekarbonizaci dopravy, tedy omezení až vyloučení uhlíku v exhalacích, nabízí firma Volvo Trucks bateriová elektrická nákladní vozidla a vozidla využívající obnovitelné palivo, bioplyn (metan). V druhé polovině tohoto desetiletí přibude do jejího produktového portfolia třetí CO2 neutrální varianta: elektrické nákladní vozidlo s palivovými články na vodík. Články bude dodávat nově založená společnost Cellcentric – společný podnik Volvo Group a Daimler Truck AG. Cellcentric staví jedno z největších evropských zařízení na sériovou výrobu palivových článků, speciálně vyvinutých pro těžká vozidla.

Foto: Volvo

Představte si nákladní vozidlo, které si samo vyrábí elektřinu, vypouští pouze vodní páru a má dojezd 1000 km. Elektrická nákladní vozidla s palivovými vodíkovými články tak mají provozní dojezd srovnatelný s nákladními vozidly se vznětovým motorem a dobu potřebnou k doplňování paliva do 15 minut. Dva palivové články ve vozidle mají kapacitu na výrobu 300 kW elektřiny a celková hmotnost soupravy může být asi 65 t. Tato vozidla budou zvláště vhodná pro dlouhé vzdálenosti a energeticky náročné úkoly a budou také alternativou v zemích, kde nejsou možnosti nabíjení akumulátorů nebo jsou velmi omezené. Vodík je ve vozidle skladován pod tlakem 30 MPa (300 bar) v několika standardních tlakových lahvích 150 l, umístěných v rámu podvozku. Původně značně rozměrné palivové články se již podařilo zmenšit tak, že tvoří kompaktní svislý modul za budkou. Oproti klasickému automobilu odpadá spalovací motor se spojkou a převodovkou a jejich příslušenství, tedy chladicí soustava motoru a plnicího vzduchu a nádrže na naftu a AdBlue. Trakční elektromotor může být integrován do rozvodovky poháněné nápravy. Velkou výhodou je, že tento elektrický stroj může pracovat nejen v režimu motorickém, ale i generátorickém, kdy vyrábí elektrický proud pro rekuperaci energie do akumulátorů. Stává se tak z něj i zpomalovací brzda. Vedle tlakových lahví na vodík a vlastních palivových článků přibývají elektrické pohony vzduchového kompresoru pro brzdovou soustavu a čerpadla hydrauliky pro účelové užitkové nástavby. Posilovač řízení může být elektrický. Přepravní kapacita vozidla, jak z hlediska užitečné hmotnosti, tak i ložné plochy či ložného objemu, tím není nijak významně omezena.

Foto: Volvo

Technologie palivových článků je stále v počáteční fázi vývoje a přináší mnoho výhod, ale také před námi stojí nové výzvy. Nelze opomenout, že výroba vodíku, např. elektrolýzou vody, je energeticky velmi náročná, a proto se také vodík zatím jen získává jako vedlejší produkt při zpracovávání zemního plynu. Jednou z možných cest je „zelený vodík“, který se získává elektrolýzou s elektrickou energií z obnovitelných zdrojů. ­Další výzvou je skutečnost, že celá infrastruktura pro výrobu, dopravu a plnění vodíkového paliva musí být teprve vybudována. Jasným vzkazem všem dopravním společnostem je proto začít cestu ještě dnes s bateriovými vozidly, bioplynem a případně dalšími dostupnými možnostmi. Vozidla s palivovými články budou za několik málo let důležitým doplňkem pro dálkovou a těžkou dopravu. Svět si libuje ve zkratkách, a tak nás čeká přechod od ICE přes BEV k FCEV – tedy od spalovacích motorů s vnitřním spalováním přes bateriová elektrická vozidla až k elektrickým vozidlům s palivovými články.

Foto: Volvo

Převzato z časopisu

Fotogalerie