Daimler Trucks zaprezentował techniczną strategię elektryfikacji wytwarzanych przez siebie pojazdów w segmentach od miejskiego transportu dystrybucyjnego po międzynarodowy transport dalekobieżny. Potwierdził w ten sposób swoje zaangażowanie w realizację celów Porozumienia Paryskiego w sprawie ochrony klimatu. Wydarzenie poświęcone było przede wszystkim technice samochodów ciężarowych z napędem na wodorowe ogniwa paliwowe, przeznaczonych do transportu dalekobieżnego.
Pierwszą ciężarówką napędzaną ogniwami paliwowymi jest Mercedes-Benz GenH2 Truck, który zaprezentowano jako pojazd koncepcyjny. Daimler Trucks w ten sposób po raz pierwszy pokazuje swoje pełne zaangażowanie w rozwój konkretnych rozwiązań technicznych, które mają umożliwić ciężkim ciężarówkom z napędem na ogniwa paliwowe, o zasięgu przekraczającym nawet 1000 kilometrów na jednym tankowaniu, realizację różnorodnych i wymagających zadań w transporcie dalekobieżnym. Rozpoczęcie testów GenH2 Truck z udziałem klientów zaplanowano na rok 2023, natomiast jego produkcja seryjna ma ruszyć w drugiej połowie obecnej dekady.
Dzięki zastosowaniu wodoru ciekłego, charakteryzującego się znacznie większą gęstością energetyczną niż wodór w stanie gazowym, osiągi takiego pojazdu powinny dorównywać osiągom porównywalnej konwencjonalnej ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym.
Ponadto Daimler Trucks po raz pierwszy zapowiedział elektryczną ciężarówkę do transportu dalekobieżnego, napędzaną wyłącznie akumulatorowo – czyli pojazd Mercedes-Benz eActros LongHaul, który ma energooszczędnie obsługiwać regularne przejazdy możliwymi do zaplanowania trasami. Gotowość eActrosa LongHaul do produkcji seryjnej przewiduje się na rok 2024. Jego zasięg po jednokrotnym ładowaniu akumulatorów wyniesie ok. 500 kilometrów.
Natomiast już w przyszłym roku Daimler Trucks uruchomi produkcję seryjną ciężkiej ciężarówki napędzanej wyłącznie elektrycznym napędem akumulatorowym. Będzie to zaprezentowany w roku 2018 Mercedes-Benz eActros do transportu dystrybucyjnego, który od tego czasu jest intensywnie testowany przez klientów w codziennych zadaniach transportowych. Zasięg seryjnego eActrosa po jednokrotnym ładowaniu akumulatorów znacznie przekroczy zasięg prototypu, wynoszący ok. 200 kilometrów.
Podobne plany produktowe i harmonogramy, jak w Europie, Daimler Trucks realizuje na rynkach Ameryki Północnej i Japonii. Do roku 2022 oferta pojazdów Daimler Trucks na głównych rynkach zbytu ‒ w Europie, Stanach Zjednoczonych i Japonii ‒ ma zawierać seryjne pojazdy z elektrycznym napędem akumulatorowym. Firma wyznacza sobie ponadto ambitny cel, aby do roku 2039 na rynku europejskim, japońskim i północnoamerykańskim oferować już tylko takie nowe samochody, których eksploatacja podczas jazdy („tank to wheel”) będzie miała neutralny bilans CO2.

Konstruktorzy Daimler Trucks oparli charakterystykę pojazdu GenH2 Truck na parametrach siły napędowej, zasięgu i mocy konwencjonalnego samochodu ciężarowego Mercedes-Benz Actros do transportu dalekobieżnego. GenH2 Truck ma więc w swoim wariancie seryjnym zapewniać ładowność 25 ton przy masie całkowitej 40 ton. Tak dużą ładowność oraz duży zasięg umożliwią dwa specjalne zbiorniki ciekłego wodoru, a także niezwykle wydajny system ogniw paliwowych. To one stanowią rdzeń projektu GenH2 Truck.
Projektując zbiornik ciekłego wodoru, eksperci koncernu Daimler mogą korzystać z posiadanej wiedzy specjalistycznej, a ponadto ściśle współpracują z partnerem zewnętrznym. W dziedzinie ogniw paliwowych producent dysponuje już kilkudziesięcioletnim doświadczeniem swoich ekspertów, zarówno pod względem technicznym, jak i w zakresie metod oraz procesów produkcyjnych. To ogromna korzyść.
W kwietniu bieżącego roku Daimler Truck AG i Volvo Group zawarły wstępne, niewiążące porozumienie o utworzeniu nowej spółki joint venture, której celem jest rozwój systemów ogniw paliwowych do zastosowań w ciężkich pojazdach użytkowych i w innych obszarach. Połączenie sił powinno obniżyć koszty rozwoju ponoszone przez obie firmy oraz przyspieszyć wprowadzenie na rynek systemów ogniw paliwowych. Spółka joint venture wykorzysta doświadczenie i fachową wiedzę Daimler Truck AG i Volvo Group w tej dziedzinie. Aby umożliwić realizację wspólnego przedsięwzięcia z Volvo Group, spółka Daimler Truck AG połączyła wszystkie działania koncernu związane z ogniwami paliwowymi w nowo utworzonej spółce zależnej Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG.

Daimler Trucks preferuje wodór ciekły (LH2), gdyż jako nośnik energii w tym stanie skupienia ma on znacznie większą gęstość energetyczną w stosunku do objętości niż wodór w stanie gazowym. Dzięki temu zbiorniki ciekłego wodoru w samochodzie ciężarowym napędzanym ogniwami paliwowymi mogą być znacznie mniejsze, a ze względu na niższe ciśnienie – także znacznie lżejsze. Pozwala to na uzyskanie większej przestrzeni ładunkowej i większej ładowności ciężarówek. Jednocześnie można zatankować więcej wodoru, co znacznie zwiększa zasięg pojazdu. Tak więc seryjny GenH2 Truck, podobnie jak odpowiednie konwencjonalne ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym, nadaje się do wielodniowych operacji transportowych na długich dystansach o wysokiej dziennej przepustowości energii.
Obecnie Daimler Trucks przyspiesza prace nad niezbędnymi rozwiązaniami technicznymi w zakresie systemów zbiorników, które umożliwią wykorzystanie ciekłego wodoru również w zastosowaniach mobilnych – jako nośnika energii w seryjnych samochodach ciężarowych napędzanych ogniwami paliwowymi. W zastosowaniach stacjonarnych, na przykład w przemyśle lub na stacjach tankowania wodoru, magazynowanie kriogenicznego wodoru ciekłego w temperaturze -253 stopni Celsjusza jest już powszechną praktyką. Dotyczy to również transportu ciekłego wodoru jako ładunku.

Dla seryjnej wersji GenH2 Truck przewidziano dwa zbiorniki ciekłego wodoru ze stali nierdzewnej, o łącznej pojemności użytkowej 80 kg (40 kg każdy), które dzięki swej dużej pojemności umożliwią pokonywanie znacznych odległości. Konstrukcja systemu zbiorników ze stali szlachetnej opiera się na połączeniu ze sobą dwóch rur, umieszczonych jedna w drugiej i izolowanych próżniowo. W seryjnej wersji GenH2 Truck system ogniw paliwowych ma dostarczać moc 2 x 150 kW, a akumulator dodatkowo 400 kW w ograniczonym czasie. Pojemność akumulatora jest stosunkowo niewielka i wynosi 70 kWh, ponieważ nie jest on przeznaczony do zasilania, ma być jedynie dołączany w celu sytuacyjnego wsparcia ogniwa paliwowego, na przykład w przypadku wystąpienia szczytowych obciążeń podczas przyspieszania lub podczas jazdy pod górę z pełnym ładunkiem.
Stosunkowo niewielka masa akumulatora umożliwia jednocześnie zwiększenie ładowności. W pojeździe seryjnym akumulator ma być ładowany z wykorzystaniem energii hamowania i energii nadmiarowej z ogniw paliwowych. Zasadniczym elementem wyrafinowanej strategii działania systemu ogniw paliwowych i akumulatora jest układ chłodzenia i ogrzewania, który utrzymuje wszystkie elementy w idealnej temperaturze roboczej, zapewniając im w ten sposób maksymalną żywotność. W wersji przedseryjnej dwa silniki elektryczne pojazdu zostały zaprojektowane do osiągania łącznej mocy ciągłej 2 x 230 kW i maksymalnej 2 x 330 kW. Ich moment obrotowy wynosi odpowiednio 2 x 1577 Nm i 2 x 2071 Nm.

Ciężarówka do transportu dalekobieżnego z elektrycznym napędem akumulatorowym – Mercedes-Benz eActros LongHaul – będzie należała do tej samej klasy pojazdów co GenH2 Truck. Jej charakterystyka będzie w dużej mierze zbieżna z charakterystyką seryjnej wersji GenH2 Truck lub konwencjonalnej ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym. Stosunkowo krótki zasięg eActrosa LongHaul na jednym ładowaniu rekompensuje jego wysoka efektywność energetyczna; elektryczne napędy akumulatorowe odznaczają się bowiem najwyższą sprawnością spośród napędów alternatywnych. Przedsiębiorstwom transportowym zapewnia to znaczące korzyści w scenariuszach zastosowań przewidzianych dla eActrosa LongHaul ze względu na niskie koszty energii. W praktyce operacyjnej przewoźników znaczna część zastosowań dalekobieżnych, chociażby ze względu na długość tras, nie wymaga zasięgu większego niż około 500 km, które eActros LongHaul pokonuje na jednym ładowaniu. Ponadto w niektórych przypadkach konieczność korzystania z większych zasięgów ograniczają wymogi prawne w zakresie czasów kierowania, obowiązujące kierowców samochodów ciężarowych. Przykładowo kierowcy ciężarówek w Unii Europejskiej po upływie maksymalnie 4,5 godziny kierowania pojazdem muszą zrobić co najmniej 45-minutową przerwę. W tym czasie, dzięki ultranowoczesnym urządzeniom ładującym, można doładować akumulatory znaczną częścią energii koniecznej do dalszej jazdy. Przy odpowiednich odległościach i możliwościach ładowania, eActros LongHaul będzie więc odpowiednim wyborem dla firm transportowych, operujących regularnie na możliwych do zaplanowania trasach.

eActros LongHaul pojawi się na rynku w połowie dekady, jeszcze przed ciężarówką GenH2 Truck. Konieczną infrastrukturę ładowania firmy transportowe mogą stworzyć w swoich bazach w krótkim czasie i po stosunkowo niskich kosztach. System ładowania pojazdów w bazie, tzw. depot charging, stanowi najważniejszy krok ku możliwości użytkowania eActrosa LongHaul, a więc także umożliwia zaspokojenie potrzeb w ramach pierwszych obszarów zastosowań. Kolejnym kluczowym elementem jest zwiększające zasięg pojazdu ładowanie okazjonalne, na przykład w punktach załadunku i rozładunku, gdzie elektryczna ciężarówka i tak się zatrzymuje. W przyszłości coraz ważniejszym filarem będzie również ładowanie na ogólnodostępnych stacjach, położonych wzdłuż centralnych osi transportowych ‒ rozbudowana infrastruktura ładująca maksymalizuje zasięg operacyjny samochodów ciężarowych z elektrycznym napędem akumulatorowym. Do zwiększenia konkurencyjności elektrycznych ciężarówek przyczynią się następnie nowe akumulatory o wydłużonej żywotności, które obniżą całkowite koszty eksploatacji w cyklu życia pojazdu.

Na przyszły rok zaplanowano pierwsze praktyczne zastosowania zapowiedzianego w tym roku przez Daimler Trucks niskopodłogowego samochodu ciężarowego Mercedes-Benz eEconic, zbudowanego na bazie eActrosa. Rozpoczęcie jego produkcji seryjnej przewiduje się na rok 2022. eEconic ma zastosowanie głównie jako śmieciarka w gospodarce komunalnej. Ze względu na stosunkowo krótkie i powtarzalne trasy o długości ok. 100 km oraz bardzo dużą liczbę przystanków jest to doskonały obszar eksploatacji samochodów ciężarowych z elektrycznym napędem akumulatorowym. U klientów w Stanach Zjednoczonych trwają również praktyczne testy średniotonażowej ciężarówki Freightliner eM2 i ciężkiej Freightliner eCascadia. Zakładany zasięg tych pojazdów w wersji seryjnej wyniesie od ok. 370 km (eM2) do nawet 400 km (eCascadia). Rozpoczęcie produkcji seryjnej eCascadii zaplanowano na połowę roku 2022, a Freightlinera eM2 na koniec roku 2022. Wielu klientów w Japonii, USA i Europie użytkuje łącznie ponad 170 lekkich ciężarówek typu FUSO eCanter, wyprodukowanych w ramach niewielkiej serii. Pierwsi z nich otrzymali swoje pojazdy już w roku 2017. Zasięg eCantera wynosi 100 km.

Podstawę techniczną dla wszystkich średniociężkich i ciężkich seryjnych ciężarówek Daimler Trucks z napędem w pełni elektrycznym o lokalnie neutralnym bilansie emisji CO2 – zarówno tych napędzanych wyłącznie akumulatorowo, jak i zasilanych wodorowymi ogniwami paliwowymi stanowić będzie tzw. ePowertrain, jako nowa ogólnoświatowa architektura platformowa. Technicznym rdzeniem systemu jest w pierwszym etapie zintegrowany napęd elektryczny – tzw. eDrive. Ma on zastosowanie w układzie napędowym zwanym eCarrier, czyli elektrycznej osi z jednym lub dwoma zintegrowanymi silnikami elektrycznymi wraz z przekładnią. eDrive – opracowany przez ekspertów Daimler – oferuje wiele korzyści w porównaniu z systemami z silnikiem umieszczonym centralnie. Jego mniejsze gabaryty umożliwiają na przykład uzyskanie dodatkowej przestrzeni do montażu akumulatora o większej pojemności, co z kolei ma pozytywny wpływ na zasięg pojazdu. Duża pojemność akumulatora zapewnia też przeniesienie wyższej mocy na oś elektryczną oraz pozwala na uzyskiwanie stałej charakterystyki mocy. Dzięki połączeniu dużego akumulatora z silnikami elektrycznymi o bardzo dużej mocy wzrasta również potencjał rekuperacyjny. eDrive ma być stosowany w różnych pojazdach Daimler Trucks na całym świecie, w segmentach średniociężkich i ciężkich samochodów ciężarowych – zarówno z akumulatorowym napędem elektrycznym, jak i z napędem na wodorowe ogniwa paliwowe. eDrive został zaprojektowany jako rodzina napędów, składająca się z różnych wariantów. Pierwszy z nich będzie miał swoją premierę w seryjnej wersji samochodu ciężarowego Mercedes-Benz eActros. System modułowy pozwala na dostosowywanie eDrive do rynku, segmentu i typu pojazdu.
Globalna koncepcja modułowego ePowertrain umożliwia zatem wykorzystywanie efektów synergii w zakresie rozwoju technicznego dla różnych rynków i segmentów oraz efektów skali – dzięki możliwości stosowania jednolitych komponentów w dużych ilościach. To z kolei przekłada się na konkurencyjność kosztów, na której zyskują klienci. Przewiduje się ponadto, iż wysoki poziom wykorzystania komponentów z konwencjonalnych układów napędowych przyczyni się do uzyskania konkurencyjnych kosztów rozwoju i produkcji.