Volvo Trucks šliaplo na plyn

Výsledkom rastúceho záujmu o klimatické zmeny je aj tlak na postupné utlmovanie používania fosílnych palív. Otázkou však ostáva, čo ich nahradí? Ktoré palivo dokáže znížiť emisie CO2, poskytnúť potrebný výkon a zároveň byť komerčne životaschopnou alternatívou pre bežnú dopravnú firmu?

 

Volvo Trucks si myslí, že jedným z riešení je plyn a uvádza na trh modely FH LNG a Volvo FM LNG. Sú to prvé nákladné vozidlá s plynovým pohonom, ktoré majú komplexný potenciál na pokrytie potrieb regionálnej a diaľkovej nákladnej doprave. Výrobca predstavil dve výkonové verzie (420 k a 460 k), ktoré ponúkajú rovnaký výkon a jazdné vlastnosti ako ich náprotivky so vznetovými motormi.

 

Jediným rozdielom je vlastne používané palivo: tieto nákladné vozidlá jazdia na skvapalnený zemný plyn (LNG – liquefied natural gas). V porovnaní s inými súčasnými nákladnými vozidlami poháňanými zemným plynom, ktoré sú dostupné na trhu, nové vozidlá Volvo Trucks spotrebujú o 15 až 25 % menej paliva a využitie LNG im umožňuje dosiahnuť dojazd až 1000 km na jednu nádrž.

 

Pri pohone na zemný plyn sa podstatne znížia emisie CO2: jediný kamión, ktorý za rok najazdí 120 000 km a ktorý bude spaľovať zemný plyn namiesto nafty, môže zredukovať emisie CO2 o 18 až 20 ton ročne. Keď vezmeme do úvahy, že v Európe až 80 % všetkých tovarov prepravujú nákladné vozidlá a vlani bolo v EÚ zaregistrovaných viac než 297 000 nových ťažkých nákladných vozidiel, tak potenciál na výrazné zníženie emisií na globálnej úrovni je obrovský. A to ešte nehovoríme o perspektívnom pohone na bioplyn, keď emisie CO2 vozidla pri jazde klesnú o 100 %.

 

Najväčšou prekážkou rozšírenia pohonu na LNG je nedostatočná infraštruktúra na distribúciu a dopĺňanie paliva. Investície zo strany vlád aj súkromného sektora však stúpajú a dodávateľom zemného plynu sa tak otvárajú obrovské možnosti zásobovať ním dopravný priemysel. Koncom minulého roka bolo v západnej Európe cca 125 staníc LNG, najviac v Španielsku (23), Holandsku (22) a vo Veľkej Británii (20).

 

Sieť sa bude rozširovať, napríklad vo Švédsku plánujú uviesť do prevádzky k piatim existujúcim ďalších 20 alebo vo Francúzsku k súčasným 11 pribudne 22. Existuje dokonca už aj iniciatíva, ktorá navrhuje vytvorenie riečnej tepny medzi Rotterdamom a Čiernym morom (po Rýne, Mohane a Dunaji) vybavenú terminálmi a veľkokapacitnými nádržami pre LNG a následnú distribúciu skvapalneného plynu z prístavov do menších prevádzok a plniacich staníc.

 

„Myslíme si, že zemný plyn poskytuje najväčší potenciál na okamžité zníženie emisií CO2, a teda môže byť vhodným dlhodobým riešením prinajmenšom na najbližších 20 až 30 rokov,“ hovorí Lars Mårtensson, riaditeľ pre životné prostredie a inovácie v spoločnosti Volvo Trucks.

 

Znamená to teda, že zemný plyn je budúcnosťou dopravného biznisu? Väčšina ľudí v tomto kontexte myslí viac na elektrinu a hoci táto alternatíva môže byť budúcnosťou osobných áut, vývoj technológií pre elektrickú mobilitu je ešte veľmi ďaleko od toho, aby bol komerčne udržateľnou možnosťou pre nákladné vozidlá v diaľkovej doprave.

 

„Nakoniec zvíťazia tie palivá, ktoré poskytnú vysokú energetickú účinnosť a zároveň nízky dopad na klímu,“ myslí si Lars Mårtensson. „Sledujeme vývoj viacerých typov alternatívneho pohonu vrátane elektriny a možnosti využitia rôznych palív na rôzne účely. A kým prebehne zmena, nafta sa určite bude používať ešte mnoho rokov. V oblasti ťažkej regionálnej a diaľkovej dopravy má však dnes LNG najlepšiu pozíciu, aby sa rýchlo stal celosvetovo dostupnou alternatívou nafty.”

 

Samozrejme, že skvapalnený zemný plyn nie je nový typ paliva. Spoločnosť Volvo Trucks však ako prvá dosiahla s LNG potrebný výkon v ťahači. Umožnilo to využitie Dieselovho princípu namiesto technológie Ottovho cyklu, ktorý sa používa v plynových motoroch. Kľúčový rozdiel je v tom, že zážihové motory využívajú zapaľovanie iskrou, čo so sebou prináša obmedzenia v oblasti výkonu, krútiaceho momentu, spoľahlivosti a tiež väčšiu náchylnosť na klopanie. Motory na Dieselovom princípe dokážu produkovať vyšší výkon a väčší krútiaci moment prostredníctvom priameho vstrekovania a zahrievanej kompresie pri vznecovaní paliva.

 

„Až doteraz bol hlavný problém v tom, že plyn nemožno vznietiť iba jeho stláčaním – potrebujete niečo, čo spustí proces horenia. V tomto motore plyn zapaľuje dýza pilotným vstrekom nafty,“ vysvetľuje Anneli Soppi, vedúca projektového riadenia v oddelení Volvo Group Trucks Technology. „Vyvstáva otázka, ako vstrekovať do spaľovacieho priestoru dve rôzne palivá, keďže je veľmi zložité mať dva vstrekovače.“ Odpoveďou sú dve sústredné dýzy v jednom vstrekovači, ktoré môžu priamo vstrekovať plyn aj naftu.

 

Táto unikátna technológia funguje tak, že pred plynom sa do valca vstrekne malé množstvo nafty, ktoré spustí horenie. „Nafta funguje v podstate ako tekutá zapaľovacia sviečka,“ pokračuje Anneli Soppi. „Motor pracuje hlavne na plyn, ktorý nahrádza vyše 90 percent nafty v porovnaní s konvenčnými vznetovými motormi. Napriek tomu stále môžeme využívať všetky výhody dieselového motora vrátane rovnako vysokého výkonu a krútiaceho momentu.“

 

Jednou z jedinečných výziev pri práci s plynom pod vysokým tlakom v tomto projekte bolo zabezpečiť pevné hermetické uzatvorenie systému. Inžinieri teda strávili mnoho hodín prácou na tom, aby všetky zvary a tesnenia boli nepriepustné a motor prešiel prísnymi testami, ktoré sú zárukou dlhodobej odolnosti.

 

Nové vozidlá absolvovali rovnaké testy a validáciu, aké Volvo Trucks používa pri všetkých svojich motoroch a vozidlách. Nevynímajúc testy odolnosti, crash-testy a kompletnú skúšobnú prevádzku v horúcom i chladnom podnebí a aj vo veľkých nadmorských výškach.

 

„Bol to komplexný proces, výsledkom však budú nákladné vozidlá s mimoriadne vysokým výkonom,“ povedal Mats Franzén. „Keď si sadnete za volant, nedokážete rozoznať, či vás poháňa nafta alebo zemný plyn. Kombinujú úsporu paliva a zredukovanie emisií CO2 s odolnosťou vozidiel jazdiacich na naftu!“ Modely Volvo FH LNG a Volvo FM LNG budú na európskych trhoch dostupné v prvej polovici roka 2018.