Anteprima mondiale del concept truck Mercedes-Benz con celle a combustibile alimentate a idrogeno liquido

Daimler Trucks presenta la strategia tecnologica per l’elettrificazione, con numerosi modelli pronti per la produzione di serie basati sulla piattaforma ePowertrain in grado di assicurare sinergie e scalabilità.

Daimler Trucks ha presentato oggi la sua strategia tecnologica per l’elettrificazione dei veicoli merci (dalla distribuzione urbana al trasporto a lungo raggio internazionale), riaffermando così il suo impegno a favore del raggiungimento degli obiettivi stabiliti dalla Convenzione di Parigi per la protezione del clima.

L’evento si è concentrato sulla tecnologia per i truck a celle a combustibile basate sull’idrogeno per il segmento dei trasporti a lungo raggio. Il Mercedes-Benz GenH2 Truck, che oggi ha fatto il suo debutto mondiale come concept vehicle, è il primo nel settore della trazione a celle a combustibile. Con il GenH2 Truck, Daimler Trucks mostra per la prima volta quali sono le tecnologie concrete che il produttore sta portando avanti a pieno regime affinché i truck pesanti a celle a combustibile possano eseguire operazioni di trasporto a lunga distanza, flessibili ed impegnative, con un’autonomia di oltre 1.000 chilometri con un unico rifornimento. Daimler Trucks prevede di iniziare la sperimentazione del GenH2 Truck da parte dei Clienti nel 2023, mentre la produzione in serie dovrebbe partire nella seconda metà del decennio. Grazie all’uso di idrogeno liquido invece che gassoso con densità energetica notevolmente più elevata, le prestazioni del veicolo dovrebbero essere pari a quelle di un truck diesel tradizionale.

Daimler Trucks ha anche presentato per la prima volta un veicolo elettrico a lunga percorrenza alimentato esclusivamente a batteria: il Mercedes-Benz eActros LongHaul. Stando alle previsioni, effettuerà viaggi regolari su percorsi pianificabili in modo efficiente dal punto di vista energetico. Daimler Trucks prevede la produzione in serie dell’eActros LongHaul per il 2024. La sua autonomia con una carica della batteria sarà pari all’incirca a 500 chilometri. Con il Mercedes-Benz eActros per il servizio di distribuzione – già presentato nel 2018 e da allora testato intensamente dai Clienti nelle loro operazioni di trasporto quotidiane – Daimler Trucks inizierà poi dall’anno prossimo la produzione in serie di un truck pesante esclusivamente elettrico a batteria. Con una ricarica della batteria, l’autonomia dell’eActros di serie supererà notevolmente quella del prototipo (pari a circa 200 chilometri).

Per il mercato nordamericano e giapponese, Daimler Trucks adotta un programma di veicoli e tempistiche simili a quelli previsti per l’Europa. Già entro il 2022, nelle principali Regioni di vendita (Europa, Stati Uniti e Giappone), la gamma di veicoli Daimler Trucks comprenderà modelli di serie dotati di propulsione elettrica a batteria. Entro il 2039, l’Azienda punta ad offrire esclusivamente veicoli nuovi in grado di assicurare un esercizio (‘tank-to-wheel’) neutrale in termini di CO2 in Europa, Giappone ed America del Nord.

Come nuova architettura modulare su scala globale, la piattaforma ePowertrain rappresenterà il fondamento tecnologico per tutti gli autocarri medi e pesanti Daimler Trucks di serie completamente elettrici ed a zero emissioni di CO2 locali, sia che siano alimentati esclusivamente a batteria, sia che sfruttino celle a combustibile a base di idrogeno. Si contraddistinguerà per le elevate prestazioni, l’efficienza e la lunga durata. Attraverso questa architettura, Daimler Trucks intende raggiungere sinergie e scalabilità in tutti i veicoli ed i mercati rilevanti.

Martin Daum, Presidente del Board of Management di Daimler Truck AG e membro del Board of Management di Daimler AG, e Sven Ennerst, membro del Board of Management di Daimler Truck AG, responsabile dello sviluppo, degli acquisti e della Regione Cina, hanno presentato la strategia tecnologica alla STATION-Berlin. Tra i relatori era presente anche Andreas Scheuer, Ministro tedesco dei trasporti e delle infrastrutture digitali.

Vere alternative a zero emissioni di CO2 locali per i Clienti che acquistano truck

Questo il commento di Martin Daum: “Stiamo perseguendo in modo coerente la nostra visione dei trasporti ‘CO2 free’. Nel farlo, ci stiamo concentrando sulle tecnologie davvero a zero emissioni di CO2 locali (batteria e cella a combustibile a idrogeno), che a lungo termine offrono anche il potenziale per affermarsi sul mercato. Con questa combinazione, siamo in grado di mettere a disposizione dei Clienti le migliori opzioni di veicoli a seconda dell’applicazione. Quanto più leggero è il carico e breve la distanza, tanto più la batteria rappresenterà la scelta giusta. Viceversa, quanto più pesante è il carico e lunga la distanza, tanto più sarà opportuno optare per la cella a combustibile.”

I nostri Clienti acquistano in modo razionale e non vogliono scendere a compromessi in termini di adattabilità nell’impiego quotidiano, tonnellaggio e autonomia dei loro truck. Con i modelli a trazione alternativa di Mercedes-Benz, il GenH2 Truck, l’eActros LongHaul, l’eActros ed i nostri truck elettrici dei marchi Freightliner e FUSO, abbiamo una visione chiara delle esigenze di Clienti e creiamo per loro vere alternative a zero emissioni di CO2 locali. Ora abbiamo presentato le principali specifiche tecnologiche dei nostri truck elettrici, in modo che i requisiti siano noti a tutte le parti coinvolte in una fase iniziale. Adesso spetta ai politici, agli altri attori ed alla società tutta porre le giuste condizioni di partenza. Per rendere competitivi i nostri veicoli completamente elettrici a zero emissioni di CO2, occorrono misure di controllo governative e normative, oltre alle infrastrutture necessarie per la ricarica con elettricità green e per la produzione, lo stoccaggio ed il trasporto dell’idrogeno liquido verde”, prosegue Daum.

Prestazioni del GenH2 Truck basato su truck a lungo raggio tradizionali

Per il GenH2 Truck, gli sviluppatori di Daimler Trucks hanno preso come riferimento le caratteristiche del Mercedes-Benz Actros – il truck a lunga percorrenza tradizionale – per quanto riguarda forza di trazione, autonomia e prestazioni. Stando alle previsioni, nella sua variante di serie il GenH2 Truck offrirà un carico utile di 25 tonnellate con un peso totale di 40 tonnellate. Due speciali serbatoi di idrogeno liquido ed un sistema di celle a combustibile particolarmente potente renderanno possibile questo elevato carico utile e l’elevata autonomia.

Per lo sviluppo dei serbatoi di idrogeno liquido, gli esperti Daimler possono attingere alle competenze esistenti, lavorando a stretto contatto con un partner. Per quanto riguarda la cella a combustibile, il produttore può contare sulla decennale esperienza dei suoi esperti a livello sia di tecnologia, sia di processo di produzione. Nell’aprile di quest’anno, Daimler Truck AG ha stipulato un accordo preliminare non vincolante con Volvo Group per la creazione di una nuova joint venture finalizzata allo sviluppo fino alla produzione di serie ed alla commercializzazione di sistemi di celle a combustibile per l’impiego su veicoli industriali pesanti ed in altri campi di applicazione. Unendo le forze, si ridurranno i costi di sviluppo per entrambe le aziende e si accelererà il lancio sul mercato dei sistemi a celle a combustibile. La joint venture si avvarrà del know-how sia di Daimler Truck AG, sia di Volvo Group. Daimler Truck AG ha raggruppato tutte le attività del Gruppo relative alle celle a combustibile all’interno dell’affiliata Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG, recentemente fondata, al fine di consentire la costituzione della joint venutre con Volvo Group.

L’idrogeno liquido consente applicazioni con un’elevata densità energetica

Daimler Trucks preferisce l’idrogeno liquido (LH2), poiché il vettore energetico in questo stato di aggregazione ha una densità energetica notevolmente superiore in relazione al volume, rispetto all’idrogeno gassoso. Di conseguenza, un truck a celle a combustibile riempito con idrogeno liquido può fare affidamento su serbatoi molto più piccoli e, grazie alla pressione più bassa, molto più leggeri. Ciò consente ai truck un maggiore spazio di carico ed un peso del carico utile più elevato. Allo stesso tempo, il rifornimento di idrogeno sarà superiore, aumentando notevolmente l’autonomia. Questo rende il GenH2 Truck di serie adatto ai trasporti a lungo raggio per diversi giorni, solitamente difficili da pianificare e dove la portata giornaliera di energia è elevata, proprio come i truck diesel tradizionali.

Daimler Trucks sta attualmente portando avanti lo sviluppo delle tecnologie del sistema di rifornimento necessarie per rendere l’idrogeno liquido utilizzabile anche in mobilità come vettore energetico per gli autocarri di serie a celle a combustibile. Nelle applicazioni stazionarie (ad esempio nell’industria o nelle stazioni di rifornimento di idrogeno), lo stoccaggio di idrogeno liquido criogenico a -253 gradi Celsius è già una pratica comune. Lo stesso vale anche per il trasporto di idrogeno liquido come carico.

Interazione tra sistemi di batterie e sistemi di celle a combustibile

I due serbatoi di idrogeno liquido in acciaio inossidabile previsti per la versione di serie del GenH2 Truck avranno una capacità di 80 kg (40 kg ciascuno) e potranno quindi contare su una capacità di stoccaggio particolarmente elevata per coprire lunghe distanze. Il sistema di serbatoi in acciaio inossidabile è costituito da due tubi, uno all’interno dell’altro, collegati tra loro ed isolati sotto vuoto. Nella versione di serie del GenH2 Truck, il sistema di celle a combustione fornirà 2 x 150 kW. La batteria si affianca mettendo a disposizione fino a 400 kW per un tempo limitato. La capacità di stoccaggio della batteria è relativamente bassa (70 kWh), poiché essa si inserisce in aggiunta all’altra fonte energetica non per soddisfare il fabbisogno di energia, ma soprattutto per supportare lo sviluppo della potenza delle celle a combustibile in base alla situazione, per esempio, durante i picchi di carico in fase di accelerazione o durante le marce in salita a pieno carico. Allo stesso tempo, la batteria relativamente piccola rende possibile un carico utile più alto. Nel veicolo di serie, la batteria verrà ricaricata utilizzando l’energia di frenata e l’energia delle celle a combustibile in eccesso. Un elemento centrale della sofisticata strategia di funzionamento dei sistemi di celle a combustibile e di batterie è rappresentato da un impianto di raffreddamento e riscaldamento che mantiene tutti i componenti ad una temperatura di esercizio ideale, garantendo così la durata più lunga possibile. Nella versione preserie, i due motori elettrici sono studiati in tutto per una potenza continua di 2 x 230 kW ed una potenza massima di 2 x 330 kW. La coppia è pari a 2 x 1577 Nm o 2 x 2071 Nm.

Il Mercedes-Benz eActros LongHaul offre vantaggi in base allo scenario di utilizzo

Il truck elettrico a batteria per lunghe percorrenze Mercedes-Benz eActros LongHaul rientrerà nella stessa categoria del GenH2 Truck. Le sue caratteristiche saranno per gran parte le stesse della variante di serie del GenH2 Truck o di un truck diesel tradizionale. L’autonomia relativamente inferiore dell’eActros LongHaul con una sola ricarica è compensata dall’elevata efficienza energetica. I propulsori elettrici a batteria sono infatti quelli che presentano il rendimento più alto tra i gruppi propulsori alternativi. Per effetto dei costi dell’energia più bassi, questa caratteristica offre alle aziende di trasporto notevoli vantaggi per gli scenari di utilizzo previsti per l’eActros LongHaul. Già solo in virtù del tragitto effettuato, gran parte delle applicazioni sulle lunghe distanze nella pratica operativa dei trasportatori non richiede un’autonomia superiore ai 500 km circa che l’eActros LongHaul consentirà con una sola carica. Inoltre, le disposizioni di legge che definiscono i tempi di guida per i conducenti limitano la necessità di autonomie più elevate (a seconda del caso). Così, per esempio, all’interno dell’Unione Europea i conducenti devono fare una pausa di almeno 45 minuti al più tardi dopo 4,5 ore di guida. Durante questo periodo di tempo, è possibile ricaricare gran parte dell’energia per proseguire la marcia grazie alla modernissima tecnologia di ricarica. L’eActros LongHaul è così la scelta giusta per le aziende di trasporti nell’uso regolare su percorsi pianificabili e con distanze ed opzioni di ricarica corrispondenti.

Infrastruttura di ricarica per l’eActros LongHaul disponibile in tempi relativamente brevi

L’eActros LongHaul sarà lanciato sul mercato a partire da metà del decennio, quindi sarà disponibile un po’ prima rispetto al GenH2 Truck. Le aziende di trasporto stesse potranno anche costruire l’infrastruttura necessaria per la ricarica presso i loro depositi nel giro di poco tempo e con costi relativamente contenuti. Questa cosiddetta ricarica in deposito rappresenta il passo più importante per l’utilizzo dell’eActros LongHaul, rendendo possibile la copertura dei primi campi di applicazione. La ricarica occasionale per aumentare l’autonomia (per esempio, nel punto di scarico o carico dove il truck elettrico si ferma comunque) è un altro componente chiave. In futuro, anche la ricarica nelle stazioni accessibili al pubblico lungo gli assi stradali centrali diventerà un pilastro sempre più importante. Un’ampia infrastruttura di ricarica massimizza infatti il raggio d’azione dei truck elettrici a batteria. Le nuove batterie con durata più lunga contribuiranno anche alla competitività dei truck elettrici a batteria, riducendo i costi operativi totali durante il ciclo di vita del veicolo.

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