Sigla Volvo

TRUCKS

Inside Volvo – Gas
Tech Product

Gazul – Calea de urmat

2017-10-19
Text: Nic Townsend Fotografii: Arne Edström și DDR GBG
Odată cu noul motor alimentat cu gaz, provocarea cu care se confruntă inginerii de la Volvo Trucks a fost aceea de a dezvolta un nou lanț cinematic care să poată reduce imediat emisiile de CO2, oferindu-le clienților aceeași performanță de nivel ridicat ca un motor alimentat cu diesel și constituindu-se într-o soluție viabilă pentru viitor. Soluția finală a presupus regândirea întregii game de utilizare a principiului diesel.
Volvo FH LNG în regiunile rurale.
Modelele Volvo FH LNG și Volvo FM LNG sunt primele autocamioane de pe piață de capacitate mare și alimentate cu gaz, care pot oferi suficientă putere de rulare pentru a satisface necesitățile operațiunilor regionale de mare tonaj și de cursă lungă.

Preocuparea sporită pentru încălzirea globală exercită o presiune suficient de mare pentru a renunța treptat la combustibilii fosili. În multe dintre orașele lumii, conducerea acestora caută mijloace de interzicere a autovehiculelor diesel, în unele cazuri, în numai câțiva ani.

Întrebarea este: Care va fi alternativa? Ce sursă de combustibil poate reduce emisiile de CO2, oferind forța și performanța necesare și rămânând totuși o opțiune viabilă din punct de vedere comercial pentru o companie de transport de nivel mediu? Volvo Trucks consideră că răspunsul – cel puțin parțial – îl constituie gazul.

Modelele Volvo FH LNG și Volvo FM LNG sunt primele autocamioane de pe piață de capacitate mare și alimentate cu gaz, care pot oferi suficientă putere de rulare pentru a satisface necesitățile operațiunilor regionale de mare tonaj și de cursă lungă. Ambele modele, care sunt disponibile cu 420 și cu 460 CP, oferă aceiași parametri de performanță și manevrabilitate precum echivalentul lor diesel și pot rula până la 1000 km înainte de următoarea realimentare. 

De fapt, singura diferență o reprezintă combustibilul – gazul natural lichefiat (LNG) – care poate reduce semnificativ atât costurile de combustibil, cât și emisiile de CO2. Când alimentarea se face cu gaz natural – care, pe termen scurt, reprezintă o opțiune mai viabilă pentru majoritatea operatorilor de transport – emisiile de CO2 sunt reduse cu 20% prin comparație cu alimentarea cu diesel. Pentru un autocamion care parcurge 120.000 km pe an în operațiuni de transport de mare tonaj, aceasta înseamnă o economie de 18-20 de tone de emisii de CO2 pe an. Cel mai mare potențial de economisire devine însă posibil atunci când vehiculul este alimentat cu biogaz, caz în care emisiile de CO2 „de la rezervor la sursa de combustibil” sunt reduse cu 100%. Mai mult, în timp ce consumul de combustibil este echivalent cu cel al motoarelor diesel oferite de Volvo Trucks, acesta este cu 15, până la 25% mai mic decât consumul motoarelor cu gaz convenționale. 

„LNG este promițător ca alternativă la diesel deoarece oferă o combinație optimă atât a beneficiilor de mediu, cât și a celor de activitate”, spune Lars Mårtensson, director de mediu și inovare, Volvo Trucks. „Gazul natural se regăsește peste tot în lume, iar rețeaua de infrastructură pentru LNG este în plină expansiune.”

LNG nu reprezintă, nici pe departe, un tip nou de combustibil. În orice caz, Volvo Trucks este prima companie care îl folosește pentru a furniza un nivel susținut de putere pentru un autocamion de mare tonaj alimentat cu gaz. Acest lucru a devenit posibil prin utilizarea principiului diesel ca substitut al tehnologiei Otto, mai obișnuită în cazul motoarelor alimentate cu gaz. Diferența esențială este că motoarele Otto utilizează sistemul de aprindere prin scânteie, care presupune limitări ale puterii, cuplului motor și fiabilității și este mai sensibil la impact. Motoarele care funcționează pe baza principiului diesel pot oferi o putere și un cuplu motor mai mari prin utilizarea sistemului de injectare directă și bazându-se pe sistemul de încălzire a compresiei pentru aprindere. 

„Până acum, provocarea a fost aceea că gazul nu se poate aprinde doar prin compresie – este nevoie de altceva pentru a demara procesul de ardere a gazelor. Pilotul diesel cu aprindere prin compresie aprinde gazul din interiorul motorului”, explică Anneli Soppi, manager principal de proiect la Volvo Group Trucks Technology. „În schimb, asta sporește provocarea referitoare la modul de a injecta două tipuri diferite de combustibil în cilindru, dat fiind că este foarte dificil să funcționezi cu două injectoare.”

LNG este promițător ca alternativă la combustibilul diesel deoarece oferă o combinație optimă a beneficiilor de mediu și a celor de la nivelul activității.

Răspunsul a venit sub forma a două ace concentrice care pot injecta direct atât combustibil diesel, cât și gaz. Folosind această tehnologie unică, o cantitate mică de combustibil diesel este injectată în cilindru înaintea gazului, pentru a demara aprinderea. 

„În esența lui, combustibilul diesel se comportă ca o bujie a motorului în stare lichidă”, spune Anneli Soppi. „Motorul funcționează în mare parte pe gaz – de fapt, acesta înlocuiește peste 90% din combustibilul diesel utilizat de un motor diesel obișnuit, dar ne bucurăm, totuși, de toate avantajele unui motor diesel, inclusiv de aceeași putere și de un cuplu motor similar.”




Prin urmare, asta înseamnă că gazul natural reprezintă viitorul operațiunilor de transport? Percepția obișnuită este că viitorul e reprezentat de electricitate și, în timp ce acest lucru ar putea fi adevărat pentru autoturisme, dezvoltarea tehnologiei electromobilelor este încă departe de a susține în mod viabil din punct de vedere comercial un autocamion de mare tonaj pentru aplicațiile desfășurate pe distanțe lungi. 

„Combustibilii câștigători vor fi cei care pot oferi eficiență energetică susținută și un impact redus asupra climei”, spune Lars Mårtensson, director de mediu și inovare, Volvo Trucks. „Vom asista la dezvoltarea mai multor combustibili alternativi, inclusiv a electricității, iar diferitele tipuri de combustibil vor fi utilizate pentru aplicații diferite. Combustibilul diesel va continua să fie folosit pe scară largă mulți ani de aici încolo, pe măsură ce vom face tranziția. În orice caz, atunci când vine vorba de operațiuni regionale de mare tonaj și de cursă lungă, LNG este în mod evident cel mai bine poziționat combustibil în prezent, ceea ce-l va ajuta să devină rapid alternativa viabilă la nivel mondial pentru combustibilul diesel.” 

Pe termen lung – datorită posibilității de utilizare a biogazului în locul gazelor naturale – LNG oferă posibilitatea de a reduce și mai mult emisiile. „Orice tranziție viitoare către un biocombustibil se va face treptat, astfel încât cei mai de succes biocombustibili vor fi aceia care pot fi susținuți de o versiune fosilă a combustibilului în cursul acestei tranziții”, adaugă Lars Mårtensson. „De exemplu, gazul natural oferă siguranța aprovizionării pentru orice vehicul alimentat cu biogaz. Pe măsură ce producția și distribuția biogazului se perfecționează iar costurile scad, posibilitatea de a funcționa pe bază de biogaz va crește în mod corespunzător. Pe scurt, veți putea reduce semnificativ emisiile de CO2 prin simpla schimbare a sursei de combustibil.”




Astăzi, cel mai mare obstacol în calea utilizării LNG – fie că este vorba de gaz natural, fie de biogaz – îl constituie lipsa infrastructurii de distribuție și de alimentare cu combustibil. În orice caz, pe măsură ce schimbarea climatică devine tot mai semnificativă, multe guverne naționale sprijină investițiile în infrastructura LNG. Aceasta înseamnă că furnizorii de gaze naturale pot depista acum un potențial comercial imens în susținerea industriei de transport. 

„Considerăm că gazul natural prezintă cel mai ridicat potențial atât pentru reducerea imediată a emisiilor de CO2, cât și ca soluție pe termen lung pentru următorii 20-30 de ani, cel puțin”, susține Lars Mårtensson. „Lipsa de infrastructură constituie o provocare, dar una pe care nu trebuie să o înfruntăm singuri. De exemplu, UE recunoaște acest lucru și a alocat fonduri și programe în direcția respectivă. Iar dezvoltarea unor modele de autocamioane precum Volvo FH LNG și Volvo FM LNG va contribui, de asemenea, la accelerarea producției de LNG, astfel încât potențialul oferit este unul imens. 

Până acum, provocarea a fost aceea că gazul nu se poate aprinde doar prin compresie – este nevoie de altceva pentru a demara procesul de ardere.

În consecință, modelele Volvo FH LNG și Volvo FM LNG au fost gândite să funcționeze pe termen lung, ceea ce a presupus colaborarea inginerilor Volvo Trucks provenind din mai multe locații din întreaga lume. „Motoarele diesel constituie un teritoriu familiar pentru Volvo Trucks, care le-a dezvoltat și îmbunătățit pentru încă 70 de ani de aici înainte. Însă, odată cu lanțul cinematic LNG, deschidem noi orizonturi, iar asta necesită în mod inevitabil timp datorită necesității de a consolida cunoașterea și expertiza la nivel intern”, susține Mats Franzén, manager de produs pentru motoare, Volvo Trucks.

Pentru acest proiect, una dintre provocările unice care au de-a face cu gazul de înaltă presiune constă în a ne asigura că sistemul este sigilat etanș; astfel încât au fost investite nenumărate ore în demersul de a ne asigura că toate etanșările sunt impenetrabile și că au fost testate riguros pentru a le garanta sustenabilitatea pe termen lung. 

În ansamblu, noile vehicule au fost supuse acelorași teste și validări pe care Volvo Trucks le aplică tuturor motoarelor și vehiculelor sale, inclusiv unor teste de rezistență la impact și de durabilitate și unor teste extinse în câmp, atât în cadrul unui climat cald, cât și al unuia rece, la altitudine ridicată.

„A fost un proces de amploare, dar rezultatul va consta în autocamioane foarte performante”, spune Mats Franzén. „Când le veți conduce, nu vă veți da seama dacă vă aflați la volanul unui autocamion diesel sau al unuia alimentat cu gaz. Acestea combină economiile de costuri de combustibili cu reducerea emisiilor de CO2 și cu o sustenabilitate echivalentă celei oferite de combustibilul diesel!” 

Volvo FH LNG și Volvo FM LNG

Modele: Disponibile ca autotractoare (4x2, 6x2, 6x4) și autoșasiuri (4x2, 6x2, 6x4) cu masă totală de până la 64 de tone.
Motorul: Volvo G13C Euro 6 cu 420 CP/2100 Nm sau 460 CP/2300 Nm.
Transmisia: Volvo I-Shift.
Rezervoare de combustibil: Disponibile în variante cu 115 kg (275 l), 155 kg (375 l) sau 205 kg (495 l) LNG pentru o arie de operare de până la 1.000 km, plus un rezervor mic de combustibil diesel.
Tratare ulterioară a gazelor de eșapament: SCR și filtru de particule.

Atât Volvo FH LNG, cât și Volvo FM LNG vor fi disponibile pe piețele europene în prima jumătate a anului 2018.