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Autogas in der Schweiz

Entwicklung des Brenstoffzellenantriebes bei mehreren Hersteller

Koreaner und Japaner legen im Automobilmarkt einen Frühstart hin

Seit Jahren gilt die Brennstoffzelle als die umweltfreundlichste Lösung aller Mobilitätsprobleme. Sie ist, so lange der Wasserstoff aus erneuerbaren Energieträgern stammt, unabhängig von fossilen Energieträgern, arbeitet weitgehend ohne Umweltbelastung und dabei so leise, dass man auf Lärmschutzwände verzichten könnte. Doch offensichtlich lässt sich die vielversprechende Technik nicht so leicht in die Grossserie überführen. Bis heute sind entsprechende Fahrzeuge wenn überhaupt nur in kleinsten Auflagen unterwegs.

Rückblick: Gegen Ende des vergangenen Jahrtausends versprach der damalige Daimler-Chef Jürgen Schrempp, dass die Brennstoffzellentechnik kurz vor ihrem Durchbruch stehe. Sichtbares Zeichen des damals in Stuttgart herrschenden Optimismus war der doppelte Boden der vor inzwischen 21 Jahren präsentierten A-Klasse. Dort, so hatten die Daimler-Entwickler geplant, sollte einmal die Brennstoffzelle untergebracht werden. Nun, der doppelte Boden und der damit verbundene erhöhte Scxhwerpunkt warf zunächst die A-Klasse aus der Bahn, sorgte für die flächendeckende Verbreitung des Antischleuderprogramms ESP und verschwand schliesslich wieder.

Von einem Brennstoffzellenantrieb in der A-Klasse sprach bald niemand mehr. Allerdings wurde die Technik unwesentlich später in der B-Klasse montiert, die ebenfalls über denn doppelten Boden verfügte. Diese Technikträger sind heute noch unterwegs.

Daimler sarbeitet inzwischen mit Nissan und Ford an dem Antrieb der Zukunft und plant, wie die Partner ein entsprechendes Modell im Jahr 2017 von den Bänder Rollen zu lassen. In welchem Segment dieses Fahrzeug antreten wird, ist zurzeit noch geheim. Allerdings ,,ist der Antrieb so kompakt ausgelegt wie ein Vierzylinder-Diesel und kann deshalb eigentlich in jeder Struktur eingesetzt werden“, erklärt ein Daimler-Sprecher. Noch etwas später, erst im Jahr 2020, will sich BMW in das Abenteuer Brennstoffzellenantrieb wagen. Nach dem bisher gültigen Plan, wollen die Bayern mit Entwicklungspartner Toyota im kommenden Jahr einen Prototyp auf die Räder stellen, dem im Jahr 2020 das erste weissblaue Serienmodell folgen wird.

Noch zurückhalteender gibt sich wie gewohnt Volkswagen. Natürlich entwickelt man auch an der Brennstoffzelle, heisst es in Wolfsburg, doch ein konkretes Datum zur Markteinführung will niemand nennen.

Wie bei anderen Technologien, wie zum Beispiel beim direkt einspritzenden Diesel, den zuerst Fiat in die Serie brachte, und auf den VW mit dem TDI antwortete, beobachten die Wolfsburger die Entwicklungen auf dem Markt, um dann mit einer eigenen Lösung anzugreifen. Der Modulare-Querbaukasten macht entsprechend kurze Entwicklungszeiten möglich.

Ausblick: Offensichtlich kann sich Geschichte doch wiederholen, denn wie beim Hybridantrieb, der sich inzwischen in seinen unterschiedlichen Varianten als wichtige Brückentechnologie bei allen Herstellern etabliert hat, überlassen die deutschen Produzenten ihren asiatischen Mitbewerbern auch bei der Brennstoffzele den Vortritt. Während in München, Stuttgard und Wolfsburg die Enwicklungsphasen noch nicht abgeschlossen sind, lassen Toyota und Hyundai im kommenden Jahr ihre Serienmodelle auf den Srassen vorfahren. Den Auftakt machte im vergangenen Jahr bereits Hyundai. Das Unternehmen, das erst 1974 mit dem Pony seine erste Enwicklung vorstellte (bios dahin beschränkte man sich auf Lizenznachbauten), bot bereits im vergangenen Jahr den SUV ix33 mit Brennstoffzellenantrieb in einer auf 1.000 Exemplare beschränkten Serie an, die bei entschprechnede Nachfrage auch ausgebaut werden kann. Die Fahrzeuge werden von den Kunden geleast. Über die Höhe der Raten schwiegt allerdings Markus Schrik, Geschäftsfüher von Hyundai Motor Deutschland. ,,Wir schnürren so individuell gestaltete Pakete für die Interessenten, dass wir keinen allgemein verbindlichen Preis nennen können.“

Studie Intrado auf dem Genfer Salon

Wähernd sich die Brennstoffzellen-Version des ix35 abgesehen von der angenehmen Stille wie das konventionell angetriebene Modell bewegen lässt und als Kombination von Gegenwart (Desgin) und Zukunft (Antrieb) auftritt, gestatteten die Koreaner auf dem Genfer Automobilsalon einen Ausblick in die Zukunft. Mit der Studie Intrado, die hauptsächlich in europäischer Entwicklungszentrum in Rüsselsheim entstand, zeigt die Marke neben ihren mutigen von Peter Schreyer entwickelten Desgin den technischen Anspruch der Koreaner. ,,Das Auto“, so Schreyer, ,,zeichnet sich durch einen zweckgerichteten Purismus aus.“ Dazu passt die gewählte Mischung aus Karbon und anderen Leichtbaumaterialien, die zeigen sollen, dass Hyundai in Zukunft den Schwerpunkt auf Leichtbau legen wird.“

Unter der futurischtischen Karosserie, die in dieser Form wahrscheinlich nicht in Serie gehen wird, haben die Hyundai-Ingenieure einen neuen Brennstoffzellenantrieb montiert, der kompakter ausgelegt ist und leistungsstärker als die Vorgänger-Aggregate auftritt. Der Wasserstoff wird mit 700 bar in zwei Hochdrucktanks gespeichert, die im Heck beziehungsweise unter der Rückbank untergebracht sind. Insgesamt fassen die beiden Tanks mehr als 100 Liter Wasserstoff. Die bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff enstehende elektrische Energie wird in einer 36 kW starken Lithium-lonen-Batterie – der stärksten ihrer Art – gespeichert, die unter den Vordersitzen montiert ist. Der Antrieb ermöglicht eine Reichweite von mehr als 600 Kilometer (Werksangabe) und wird vermutlich die nächste Generation der Brennstoffzellen-Fahrzeuge der Koreaner antreiben.

Toyota präsentiert die Brennstoffzellen-Studie FCV

Ähnlich futuristisch wie der Hyundai Intrado wirkt die Toyota-Studie mit der nüchternen Bezeichnung FCV, die auf dem Genfer-Automobilsalon ihre Europa Premiere feierte und wie ein modernisierter und aufgeblasener Prius wirkt. Für den Hybrid-Pionier ist der Brennstoffzellenantrieb und eben nicht der Elektroantrieb die beste Lösung für die Mobilität der Zukinft. ,,Diese Fahrzeuge besitzen das Potenzial zum ultimativ umweltfreundlichen Modell der Zukunft, das eine nachhaltige Mobilität ermöglicht“, erklärt Yosihkazu Tanaka, der die Brennstoffzellen-Entwicklung bei den Japanern leitet. Die Brennstoffzelle besitzt eine Leistungsdichte von drei kW pro Liter und eine Gesamtleistung von mehr als 100 kW (136 PS) sowie eine Reichweite von mehr als 500 Kilometer. Die Kaltstart-Fähigkeiten reichen bis minus 30 Grad. Als Höchstgeschwindigkeit gibt Toyota 170 km/h an.

Für Toyota schlagen die Brennstoffzellen-Mobile die elektrisch angetriebenen Automobile deutlich, und deshalb glauben die Japaner auch an diese Technik. Tanaka: ,,Brennstoffzellen-Fahrzeuge sind dank grosser Reichweite und kurzen Tankzeiten extrem vielseitig. Wegen ihrer geringen Reichweite und den langen Ladezeiten sind Elektromobile höchstens für den Einsatz auf Kurzstrecken geeignet.“ Der langen Ladezeit bei den E-Mobilen entspricht bei der Brennstoffzellentechnik allerdings die lästige Suche nach einer der wenigen Wasserstofftankstellen. Doch auch in diesem Feld gehört Tanaka zu den Optimisten. Zwar gibt es in Europa aktuell lediglich 77 Wasserstofftankstellen (im kommenden Jahr wird diese Zahl auf 100 steigen). Doch angesichts der Reichweite kann man, so der Japaner, trotz des grossmaschigen Tankstellennetzes ,,mit einem Brennstoffzellen-Fahrzeug von Norwegen über Schweden, Dänemark, Deutschland bis in die Schweiz fahrten.“ Vorausgesetzt man findet auf Anhieb die Tankstellen.

Ausserdem ist ein Einsatz der Technik erst dann sinnvoll, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Sonnenkraft erzeugt wird. Erst dann kann die Technik ihre Rolle als nachhaltig ausgerichtete Mobilität ausspielen. Die grosse Zeit für die Brennstoffzelle sieht Tanaka in den Jahren nach 2020, wenn sich die kommerzielle Attraktivität der Fahrzeuge verbessert. Wie viel Toyota im kommenden Jahr für sein Brennstoffzellen-Fahrzeug verlangen wird, ist noch unbekannt – auf jeden Fall wird es kein Modell für den Massenmarkt werden.

Quelle: Das AutoGas Journal

Rempel Power System mit neuer LPG-Start Box

Ohne Benzin starten und noch mehr Geld sparen kann jetzt jeder Gasfahrer

Ohne Benzin starten – dank der neuen LPG-Start-Box der Rempel Power Systems in Twiste ist dies ab sofort für fast alle umgerüsteten Fahrzeuge möglich. Den ohnehin preissensiblen Autogasfahrer freut es in jedem Fall, denn durch den Sofort-Start auf Autogas ist das teure Anfahren mit konventionellen Sprit nicht mehr notwendig. Dank der Box startet das Fahrzeug bereits drei Sekunden nach der Zündung auf Gas um. Viele hundert Euro pro Jahr lassen sich auf diese Weise zusätzlich einsparen.

Die nachträglich einbaubare Box wird somit zum Sparwunder und ist mit zirka 300 Euro Einbaukosten für jeden Gasfahrer erschwinglich. Das Geheimnis der kleinen Box, die ein Steuergerät ist, liegt in den niedriegen Schaltzeiten begründet, die auf Basis zweier Microprozessoren ihren Dienst verrichten. Wichtige Daten zweigt sie aus dem Benzin- und Gassteuergerät ab und verarbeitet diese auf eine Art, dass die Umschaltung auf Benzin – je nach Gasanlage und Fahrzeugtyp – von maximal 5 bis auf 0,5 Sekunden abgesenkt wird. ,,Das Fahrzeug startet einfach so, wie wenn er warm wäre“, unterstreicht Viktor Rempel, Geschäftsführer und Inhaber der gleichnamigen Firma, die das Pordukt hat patentieren lassen. Statt also längere Zeit auf Benzin fahren zu müssen, kann der Gasfahrer viel Geld aufs Jahr gerechnet sparen.

Mehrere Fahrzeuge hat Rempel derzeit im Test und kann die Kosten für diese berechnen.

Beispiel: Der Testwagen BMW 735 von Mitarbeiter Kai Oelsner. Er verbraucht 17 Liter Gas auf 100 Kilometer. Hinzu kommen 6 bis 8 Kilometer Benzinfahrt direkt nach dem Start normalerweise. Bei angenommenen vier Starts am Tag und 300 Tagen, wo das Fahrzeug bewegt wird, kommen so rund 1.200 Starts im Jahr zusammen, die über durchschnittlich 7 Kilometer mit Benzin bewegt werden müssen. Bei gemessenen 15 Liter Superbenzin auf 100 Kilometer und einem Benzinpreis von 1,65 Euro kommen so Benzinkosten von 2,079 Euro pro Jahr zusammen – nur für die Startphase. Zieht man die rund 1.000 Euro an Kosten ab, die statt für Benzin nun nur noch für Autogas für die Startkilometer anfallen, bleiben rund 1.079 Euro an Ersparnis übrig. ,,Ein hübsches Sümmchen, gegen das die Einbaukosten der Box recht erträglich erscheinen“, weiss Rempel. Aber auch bei kleineren Fahrzeugen lohnt der Einbau. ,,Wird nur die Hälfte vom BMWgespart – wie man Kleinfahrzeuge vermuten darf, rechnet sich der Einbau auch schon einem Dreivierteljahr“, so Rempel

Autogasfahrer sollten also ruhig vor Ort beim Umrüster des Vertrauens einmal nachfragen, ob diese Box dort bereits erhältlich ist und einbaubar ist. Die Montage selbst sollte nicht länger als eine halbe Stunde dauern, erklärt Rempel abschliessend.

Quelle: Das AutoGas Journal

Daten und Fakten bei LKW-Mischbetrieb

Diese Darstellung zeigt was alles möglich ist im Bezug von den Einsparungen vom Dieselkraftstoff und die Reduzierung des CO2 Ausstosses.

Aber diese Alternative für LKW mit Diesel-Autogas-Mischbetrieb wird sich erst durchsetzen wenn solche Tankstellen vorhanden sind und der Ausbau solcher Tankstellen für LKW ausgebaut wird und nicht im Schneckentempo wie bei den Autogastankstellen für PKW in der Schweiz.

Daten und Fakten des Tests

Projektkosten:

419.500 Euro

Fördermittelgeber:

Klima Kreis Köln GmbH und Rhein Energie AG

Konsortialführer:

ISI GmbH; Prof. Dr. Hartmut Reinhard

Beteiligte Partner:

Fachhochschule Köln, Schmalenbach Institut für Wirtschaftswissenschaften; DHL Freight GmbH; Heinrich Hartmann GmbH

Technische Angaben

5 LKW mit LPG-Dual-Fuel-System von CHM Trucktec:

2 x Mercedes Benz (Getriebe: Automatik, Sattelzüge) 3 x Scania (Getriebe: Schaltung, Gliederzüge)

Umrüstzeit:

2 Tage

Technische Abnahme:

TÜV Süd

Testzeitraum Diesel:

Januar 2013 bis Mai 2013

Testzeitraum Dual Fuel:

Mai 1013 bis Dezember 2013

Zurückgelegte Kilometer im reinen Dieselbetrieb:

300.000

Zurückgelegte Kilometer im Dual Fuel Betrieb:

450.000

Fehlerquelle:

Nur eine Nachrüstung möglich, keine Ausfälle

Einsparung Kraftstoff:

8,6 % oder 15.538,51 Euro

Einsparung CO 2:

3,22 % 0der 11.353,22 kg

Amortisation:

7 bis 16 Monate je nach Betriebsart)

Quelle: Das AutoGas Journal

Forschungsprojekt der Fachhochschule Köln

Da in der Schweiz diese Alternative für LKW zum grossem Teil unbekannt ist, soll dieser Artikel dazu beitragen, dass auch Firmen mit grossem LKW-Flotte sich Informieren können über diese Alternative.

Es ist eine Separate Seite vorhanden über die Daten und Fakten des Tests in Deutschland.

Der Titel der separaten Seite ist Daten und Fakten bei LKW-Mischbetrieb.

Testergebnis: Teillastbetrieb für den Diesel-LPG-Mischbetrieb ideal

Die Logistik ist auch in Deutschland ein hart umkämpfter Markt. Kosten entscheiden hier über Sein oder Nichtsein. Ein Grossteil ist durch die Spritpreise bestimmt – kein Wunder bei einem Verbrauch von 35 Litern Diesel je 100 Kilometer bei einem durchschnittlichen Brummi. Mehrere Projekte setzen genau hier an und wollen Diesel durch den Diesel-LPG-Mischbetrieb einsparen. Ein Projekt endete letztes Jahr an der Fachhochschule Köln. Die Auswertung liegt jetzt vor.

Unter Leitung von Professor Hartmut Reinhard wurden im Projekt ,,Verringerung der CO2-Emissionen und Kraftstoffkosten im Gütertransport durch die Verwendung von LPG Dual-Fuel-System“ fünf LKW mit einem Dual-Fuel-System ausgerüstet. Wichtigste Erkenntnis: Die Kombination ist zuverlässig, absolut alltagstauglich, und spart neben einer Menge CO2-Ausstoss auch ordentlich Spritkosten.

Der Test bestand aus zwei Phasen. Vom Januar bis Mai 2013 wurde der reine Dieselverbrauch der 5 LKW bei insgesamt 300.000 Streckenkilometern gemessen. Im Mai 2013 wurden die Fahrzeuge, zwei Mercedes-Benz mit Automatik-Getriebe und drei Scania-Trucks mit Schaltung, binnen zweier Tage bei der Hartmann-Gruppe in Koblenz, die sämtliche Fahrzeuge zur Verfügung stellt, auf das Dual-Fuel- System von chm trucktech umgerüstet. Bis Dezember absolvierten die Fahrzeuge dann weitere 450.000 Kilometer auf der gleichen Strecke und unter gleichen Bedingungen. Die Lastfahrten unter realen Bedingungen führten von Koblenz aus unter anderen nach Sindelfingen, Kitzingen, Mannheim oder Mettmann. Daneben gab es noch mehrere Strecken im Raum Koblenz.

Auf einer Teststrecke im Raum Bonn wurden dabei Unterschiede zwischen Teil- und Vollast untersucht. Diese Strecke hat eine Länge von 153 Kilometer, enthielt im topographischen Profil flache Anteile für den Schubbetrieb, sowie Steigungen, Autobahn- und Landstrassenabschnitte. Topographisch führte die Strecke über 47 % flache, 28 % mittlere und 25 % schwere Anteile und ist nach Aussage der Tester insgesamt als ,,mittel“ zu beurteilen. Zuerst wurden die Fahrten unter Vollast absolviert. Nach deren Abschluss wurden die beladenen Wechselbrücken der Anhänger abgesetzt und die Fahrzeuge unter Teillast Durchgeführt. Nach jeder Testfahrt wurden die Fahrzeuge wieder voll aufgetankt. Der Betreib in Teillast weist echte Einsparpotenziale aus. In Vollast ist dies nur durch sehr sensible Fahrweise möglich. Gleiches gilt für das Schaltgetriebe gegenüber einer Automatikschalschaltung.

Sensible ,,Bleifüsse“ nötig

Eine weitere Strecke von Koblenz nach Waldesch sollte den Unterschied zwischen geschulten und nicht geschulten Fahrern ermitteln. Auch hier war das Ergebnis eindeutig. Die geschulten Fahrer sparten in der Regel 24 Cent auf 100 Kilometer. Wesentliche Unterschiede zu einer ,,normalen“ Dieselfahrt, die die von den Fahrern gelernt werden mussten, sind die folgenden:

Der optimale Drehzahlbereich bei einem LKW im Dieselbetrieb liegt zwischen 1.100 und 1.500 Umdrehungen je Minute (U/Min). Im Diesel-Gas-Mischbetrieb ist dieser etwas höher. Während im rollenden Schubbetrieb der Motor mit dem LPG-Dual-Fuel-System seine volle Wirkung auch bei 1.350 U/Min entfaltet, muss der Fahrer bei Beschleunigung und Bergfahrten seine Fahrweise anpassen. Dabei muss er darauf achten, dass er dann bei Schaltvorgängen den Schaltzeitpunkt um etwa 100 U/Min später wählt. Dadurch fallen die Drehzahlen nicht zu weit ab. Sonst würde das Mischverhältnis zwischen Gas und Diesel so ungünstig sein, dass die Anlage kurzzeitig abschaltet.

Um das rechtzeitig zu bemerken, halfen dem Fahrer sogenannte ECO-Lights. Diese zeigen an, unter welcher Last der Motor gerade arbeitet. Leuchtete die grüne Anzeige, zeigte das dem Fahrer, dass der Motor im optimalen Bereich läuft, und zwar bei etwa 40%. Das Verhältnis von Diesel zu Autogas beträgt dann optimale 2 zu 1. Leuchtete hingegen die gelbe Anzeige, lag die Motorlast zwischen 40 und 80 %. Darüber gab es noch eine rote Lampe. Deren ,,Glühen“ sollte grundsätzlich vermieden werden.

,,Fordert der Fahrer im reinen Dieselbetrieb eine bestimmte Leistung mit einem Pedalweg von etwa 80 % an, liegt im Vergleich dazu beim Diesel-Gas-Mischbetrieb durch eine effizientere Verbrennung die gleiche Leistung schon bei einer Gaspedalstellung von ca. 60 % an“, erläutert Prof. Reinhard. Das bedeutet, dass die zum Dieselbetrieb vergleichbare Leistung im Diesel-Gas-Mischbetrieb schon anliegt, wenn der Fahrer das Gaspedal erst zu 60 % des Pedalwegs ,,durchgetreten“ hat. Dadurch wurde deutlich, dass der Fahrer sensibler mit dem Gaspedal umgehen müsse. Das System wurde insgesamt gut durch die Fahrer angenommen. Auch der neue Kraftstoff wurde nach anfänglicher Skepsis schnell angenommen. Sehr positiv bewerteten die Fahrer die ECO-Lights, die sie unterschützen und ihnen erlauben ihre momentane Fahrweise selbst zu überprüfen. Insgesamt waren die Fahrer mit dem LPG-Fuel System sehr zufrieden. Auch der zusätzliche Tankvorgang schmälerte die Begeisterung nicht. Alle fünf umgerüsteten Lkw werden derzeit von der Hartmann GmbH weiterbetrieben.

Teillastbetrieb besser geeignet

Das Fazit von Professor Reinhard: ,,Eine Unternehmen sollte nicht grundsätzlich alle Fahrzeuge umrüsten, sondern die Fahrzeuge aussuchen, deren Einsatz dem optimalen Profil nahe kommt. Dazu gehört der Teillastbetreib auf leichten und mittleren Strecken im Fern- 0der innerdeutschen Linienverkehr. Die Fahrer sollten eigens geschult sein. Dann ist das Risiko einer Fehlinvestition sehr begrenzt.“

Quelle: Das AutoGas Journal

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