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Hybride, Erdgas und Wärmerückgewinnung Alternative Antriebe für Nutzfahrzeuge Wie viel Hybrid und Wärmerückgewinnung in Zukunft sparen und warum Erdgas schon heute eine Alternative ist

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  • 23. September 2014
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Pressetext

Selbstverpflichtung: Der Verband der europäischen Automobilhersteller ACEA hat sich selbst dazu verpflichtet, den Kraftstoffverbrauch von Nutzfahrzeugen bis ins Jahr 2020 um ein Fünftel zu senken. Als Basis legte die ACEA den technischen Stand des Jahres 2005 zu Grunde. Über dieses Ziel hinaus ermöglichen Wärmerückgewinnung sowie die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen noch eine erhebliche zusätzliche Kraftstoffersparnis.

„Die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen sowie die Wärmerückgewinnung bieten erhebliches Einsparpotenzial. Preislich können diese Technologien bereits Ende des Jahrzehnts konkurrenzfähig sein“, sagt Wolf-Henning Scheider, Geschäftsführer bei der Robert Bosch GmbH.

Wärmerückgewinnung (Waste-Heat-Recovery) kann jährlich über 2 000 Liter Diesel sparen
Einsparpotenzial: Heute gehen rund 60 Prozent der eingesetzten Primärenergie ungenutzt als Abwärme verloren. Ein Teil dieser Energie kann über einen Dampfkraftprozess im Waste-Heat-Recovery-System (WHR-System) wieder nutzbar gemacht werden. Das reduziert den Kraftstoffverbrauch um bis zu fünf Prozent. Je nach Fahrzeugtyp und Laufleistung kann sich die Ersparnis auf über 2 000 Liter Dieselkraftstoff pro Jahr und Fahrzeug summieren.

Funktionsprinzip: Beim Dampfkraftprozess wird das Arbeitsfluid Ethanol durch eine Pumpe von einem niedrigen auf einen höheren Druck gebracht und in die Verdampfer gefördert. Diese nehmen die Abwärme des Abgases auf und verdampfen das Ethanol. Der erzeugte Dampf verrichtet in der Expansionsmaschine Arbeit und wird anschließend in einem Kondensator wieder verflüssigt, wobei die Restwärme an die Umgebung abgegeben wird. Anschließend wird die Flüssigkeit erneut der Fluidpumpe zugeführt. Die aus dem Prozess erhaltene Energie kann mechanisch an die Kurbelwelle abgegeben werden oder einen Generator antreiben.

Integration: Die von der Expansionsmaschine umgewandelte mechanische Energie kann direkt oder über ein Getriebe an die Kurbelwelle abgegeben werden. Alternativ kann die Dampfturbine einen Generator antreiben, der dann elektrische Energie bereitstellt. Sie lässt sich in einer Batterie speichern, in das Bordnetz einspeisen oder direkt zum Antrieb einer elektrischen Maschine im Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs nutzen.

Hybridisierung spart bis zu 15 Prozent Kraftstoff
Einsparpotenzial: Schwere Nutzfahrzeuge verursachen rund zwei Drittel der CO2-Emissionen des Straßengüterverkehrs in Deutschland. Hybridsysteme könnten den Kraftstoffverbrauch und damit auch die CO2-Emissionen erheblich reduzieren. Bis zu 2 500 Liter Dieselkraftstoff kann ein schweres Nutzfahrzeug pro Jahr im Langstreckeneinsatz mit dem Bosch-Hybridsystem sparen. Referenzzyklus ist die Strecke Stuttgart-Hamburg-Stuttgart mit einem Lkw mit 40 Tonnen Gewicht. Im Bereich des Verteilerverkehrs können, abhängig von der Betriebsstrategie, Verbrauchsreduzierungen von bis zu 15 Prozent erzielt werden. Bei einem gängigen 12-Tonner mit einem Durchschnittsverbrauch von 20 Litern auf 100 Kilometer und einer jährlichen Laufleistung von 50 000 Kilometern spart der Nutzer jedes Jahr 1 500 Liter Diesel.

Kundennutzen: Flottenbetreiber profitieren bei Hybriden nicht nur von einem geringeren Kraftstoffverbrauch, sondern auch von deutlich leiseren Nutzfahrzeugen. Parallel dazu sinken die Abgas- und Partikelemissionen. Somit können selbst anspruchsvolle Normen deutlich einfacher als mit herkömmlichen Dieselmotoren erfüllt werden. Im innerstädtischen Bereich ermöglicht ein Hybrid das rein elektrische Anfahren oder sogar das emissionsfreie Fahren über kurze Strecken. Zudem lassen sich mit der elektrischen Energie Nebenaggregate betreiben.

Systemaufbau: Bosch entwickelt ein Parallel-Hybridsystem mit einer Leistung von 120 kW für schwere Nutzfahrzeuge. Zentrale Komponenten für den Fernverkehr sind dabei der Elektromotor und die Leistungselektronik. Der E-Antrieb ist platzsparend zwischen Motor und Getriebe in den Antriebsstrang integriert, so dass kein Zusatzgetriebe erforderlich ist. Er kann den Verbrennungsmotor unterstützen, rekuperieren und ermöglicht die Segelfunktion sowie elektrisches Fahren. Der Inverter wandelt den Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom für die Antriebsmaschine um und steuert das gewünschte Drehmoment sowie die Drehzahl.

Flexibel: Durch den modularen Aufbau des Systems lassen sich die Komponenten für eine breite Marktabdeckung auf verschiedene Anwendungen im Fern- und Verteilerverkehr sowie auf Busse anpassen. Zudem ist es möglich eine Start-Stopp Funktion zu integrieren, die insbesondere im städtischen Lieferverkehr zusätzliche Verbrauchsvorteile ermöglicht.

Kombination mit WHR: Für den schweren Güterverkehr kann eine Ergänzung des Antriebstrangs um Abwärmenutzung und Hybridisierung ein vielversprechendes Zukunftskonzept darstellen, da beide Systeme in unterschiedlichen Betriebspunkten ihre individuelle Stärke ausspielen. Während der Hybrid auf langen, flachen Strecken nur relativ geringe Einsparpotenziale aufweist, ist diese Betriebsweise aufgrund des gleichmäßigen, hohen Wärmeangebots für die Abwärmenutzung sehr attraktiv. Umgekehrt kann der Hybrid in einer hügeligen Topographie sowie im dynamischen Geschwindigkeitswechsel besonders viel Kraftstoff sparen.

Erdgasantriebe für Nutzfahrzeuge
Monovalent: Ausschließlich mit Erdgas betriebene Motoren, sogenannte monovalente Antriebe, werden zunehmend in Nutzfahrzeugen eingesetzt. Hierbei wird Erdgas mit rund sieben bar in das Saugrohr eines umgerüsteten Dieselmotors eingeblasen. Für die Entflammung des Luft-Erdgas-Gemischs wird der Motor zusätzlich mit Zündkerzen und Zündspulen ausgerüstet. Mit Erdgas betriebene Nutzfahrzeugmotoren emittieren bis zu 20 Prozent weniger CO2 als Dieselmotoren und sehr wenige Partikel. Der Nutzfahrzeugbetreiber profitiert über die Lebensdauer zudem von den günstigeren Betriebskosten eines Erdgas-Antriebs, die um die Hälfte niedriger liegen können, als bei Fahrzeugen mit konventionellem Dieselmotor.

Dual-Fuel mit Diesel und Erdgas: Für Nutzfahrzeuge bietet Bosch ein kombiniertes Erdgas- und Dieselsystem. Damit können bis zu 90 Prozent des Dieselkraftstoffs durch Erdgas substituiert werden. Die Diesel-Einspritzung agiert dabei als eine Art flüssige Zündkerze. Sie entflammt das Gas, so dass keine Fremdzündung erforderlich ist.

Flottenkunden: Im Vergleich zu reinen Dieselaggregaten emittieren Dual-Fuel-Motoren mit Erdgas- und Dieselsystem bis zu 20 Prozent weniger CO2 und zusätzlich weniger Partikel. Gleichzeitig ist Erdgas günstiger als Diesel-Kraftstoff und senkt die Kosten über Lebensdauer um bis zu 50 Prozent. Fahrzeuge mit Bosch Dual-Fuel-Systemen können jedoch auch im reinen Dieselbetrieb gefahren und somit auch in Gebieten mit limitierter Gas-Infrastruktur eingesetzt werden.

Markt: Bosch verfügt über ein komplettes Portfolio von Komponenten für Erdgasantriebe. Dazu zählen Steuergeräte, Sensoren und Einblasventile. Der Markt wächst mit der Infrastruktur – sei es in den USA mit Gastankstellen entlang Überlandstrecken oder in China mit lokalen Netzen. Preislich konkurrenzfähig sind Erdgasantriebe schon heute.

Weitere Informationen finden Sie hier.

Der Auftritt von Bosch auf der 65. IAA Nutzfahrzeuge in Hannover (Halle 17, Stand B12) steht vor allem im Zeichen der Effizienz. Mit smarten Lösungen machen wir den klassischen Antrieb für Nutzfahrzeuge nicht nur sauberer, sondern vor allem immer sparsamer. Mit Technologien für alternative Antriebe und Kraftstoffe hat Bosch auch die Zukunft fest im Blick. Daneben zeigen wir, wie wir durch die interne Vernetzung der Fahrzeugsysteme und durch die Verbindung mit dem Internet helfen können, die Logistik zu vereinfachen und den Nutzen des Lkw weiter zu steigern.

Mobility Solutions ist der größte Unternehmensbereich der Bosch-Gruppe. Er trug 2015 mit 41,7 Milliarden Euro 59 Prozent zum Umsatz bei. Damit ist das Technologieunternehmen einer der führenden Zulieferer der Automobilindustrie. Der Bereich Mobility Solutions bündelt seine Kompetenzen in den drei Domänen der Mobilität – Automatisierung, Elektrifizierung und Vernetzung – und bietet seinen Kunden ganzheitliche Mobilitätslösungen. Die wesentlichen Geschäftsfelder sind: Einspritztechnik und Nebenaggregate für Verbrennungsmotoren sowie vielfältige Lösungen zur Elektrifizierung des Antriebs, Fahrzeug-Sicherheitssysteme, Assistenz- und Automatisierungsfunktionen, Technik für bedienerfreundliches Infotainment und fahrzeugübergreifende Kommunikation, Werkstattkonzepte sowie Technik und Service für den Kraftfahrzeughandel. Wichtige Innovationen im Automobil wie das elektronische Motormanagement, der Schleuderschutz ESP oder die Common-Rail-Dieseltechnik kommen von Bosch.

Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit weltweit rund 375 000 Mitarbeitern (Stand: 31.12.2015). Sie erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2015 einen Umsatz von 70,6 Milliarden Euro. Die Aktivitäten gliedern sich in die vier Unternehmensbereiche Mobility Solutions, Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Die Bosch-Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH und ihre rund 440 Tochter- und Regionalgesellschaften in rund 60 Ländern. Inklusive Handels- und Dienstleistungspartnern erstreckt sich der weltweite Fertigungs- und Vertriebsverbund von Bosch über rund 150 Länder. Basis für künftiges Wachstum ist die Innovationskraft des Unternehmens. Bosch beschäftigt weltweit 55 800 Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung an 118 Standorten. Strategisches Ziel der Bosch-Gruppe sind Lösungen für das vernetzte Leben. Mit innovativen und begeisternden Produkten und Dienstleistungen verbessert Bosch weltweit die Lebensqualität der Menschen. Bosch bietet „Technik fürs Leben“.

Mehr Informationen unter www.bosch.com, www.bosch-presse.de, http://twitter.com/BoschPresse.

PI8640 - 23. September 2014

Ihr Ansprechpartner für Journalisten

Florian Flaig

+49 711 811-6282 E-Mail senden

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