Stadsbussen ombouwen tot
CO₂-neutrale hybride voertuigen
Proefproject op de luchthaven van München
Webasto, een van 's werelds 100 grootste leveranciers aan de auto-industrie, en CM Fluids, een start-up uit de biogasindustrie, hebben met succes een dieselbus omgebouwd tot een innovatief, koolstofneutraal hybride voertuig met een gasmotor en een back-upbatterij.
Het proefproject betreft een personenbus op de luchthaven van München, maar het nieuwe aandrijfconcept is ontworpen voor stadsbussen. Een pilotproject duurt over het algemeen vrij lang – het optimale oplossingsproces is te onduidelijk, het tijdsbestek te vaag. Maar het kan ook snel en efficiënt zijn, zoals blijkt uit het gezamenlijke project van Webasto, CM Fluids en Flughafen München GmbH, waarbij de partners slechts elf maanden nodig hadden om een passagiersbus op de luchthaven van München aan te passen door deze uit te rusten met een koolstofneutrale generator-elektrische hybride aandrijving. Het team, dat bestaat uit medewerkers van alle drie de projectpartners, slaagde erin een oplossing op maat te ontwikkelen voor passagiersbussen op het luchthavenplatform. De luchthaven heeft een ambitieus doel: uiterlijk in 2030 moet de hele luchthaven koolstofneutraal zijn. - Het aanpassen van de vloot van bemannings- en luchthavenpassagiersbussen is een van de vele maatregelen op weg naar koolstofneutraliteit.
Een puur batterij-aangedreven elektrische aandrijving is geen optie - een hybride alternatief is de oplossing
Het idee om bussen aan te passen door ze uit te rusten met een puur batterij-aangedreven elektrische aandrijving is een voor de hand liggende keuze. De eisen op de luchthaven voldeden echter niet. Gemiddeld rijden de passagiersbussen van de luchthaven op het terrein van de luchthaven van München ongeveer 14 kilometer (9 mijl) per uur, wat een vrij lage kilometerstand is, en vertraagde starts en landingen maken hun routes moeilijk te plannen. Dit neemt dus de optie om gebruik te maken van opportunity charging – het regelmatig opladen van de bussen op specifieke punten wanneer ze niet in gebruik zijn – van tafel, vooral omdat de laadinfrastructuur zou moeten worden aangelegd voor en de vereiste energievoorziening zou moeten worden aangepast aan volledig elektrisch gebruik.
CM Fluids levert een passend alternatief met CMF drive, het gepatenteerde aandrijfconcept dat het hoge bereik van een verbrandingsmotor combineert met de voordelen van een elektrische aandrijving met een on-board laadstation op gas. In dit proefproject is de normale aandrijfas van een Mercedes Citaro vervangen door een elektrische as die wordt aangedreven door twee in serie geschakelde Webasto-accu's. Ze halen op hun beurt hun energie uit een kleine gasmotorgeneratoreenheid die wordt aangedreven door vloeibaar biomethaan. Bij deze aanpak wordt rekening gehouden met de lange rijtijden en het frequente stoppen en wegrijden van de bussen: het voertuig kan in slechts vijf minuten worden bijgevuld met 500 liter brandstof, wat neerkomt op ongeveer 800 kilometer (500 mijl).
Hybride concepten voor stadsbussen zinvol
CMF-aandrijving is perfect voor stedelijk openbaar vervoer, omdat de back-upbatterij de remenergie opslaat die tijdens het rijden wordt gegenereerd, zodat de bus deze kan hergebruiken - perfect voor stadsbussen die vaak stoppen en vertrekken. Het concept is ook geformuleerd met andere uitdagende opstellingen in het achterhoofd, zoals het openbaar vervoer in bergachtige gebieden of lange, regionale routes. Ook zware gemeenschappelijke voertuigen, zoals vuilniswagens, kunnen om economische en ecologische redenen op deze manier worden omgebouwd.
Webasto werd al snel bevestigd als het bedrijf dat de accu's voor dit concept leverde, omdat de modulaire systemen van de Beierse toeleverancier voor de auto-industrie de geweldige prijs van een schaalbaar plug-and-play-product combineren met de nauwkeurigheid en het aanpassingsvermogen die nodig zijn voor oplossingen op maat. "Dit is vaak een onverslaanbaar verkoopargument voor onze klanten: ze krijgen een op maat gemaakte oplossing op basis van onze standaardaccu's zonder hoge ontwikkelingskosten te hoeven accepteren, maar toch elke keer met de beproefde Webasto-kwaliteit", aldus Manuel Kagelmann, Webasto's Head of Product Portfolio Domain Batteries in het aftermarket-segment. Dankzij het lage gemiddelde toerental en de gasmotor heeft de aangepaste Mercedes Citaro een accucapaciteit van slechts 70 kilowattuur nodig, die wordt gegarandeerd door de twee 400V-accu's die een aandrijfspanning van 800 volt genereren.
Nog een verkoopargument: Webasto stuurt de accu's aan met behulp van een Vehicle Interface Box (VIB), die het ook mogelijk maakt om de uit het remsysteem teruggewonnen energie snel naar de back-upopslag in de twee accu's te sturen. Dit maakt het ook eenvoudiger om de afzonderlijke elementen van het aandrijfconcept met elkaar te verbinden. "Het was de grootste uitdaging in het project om de componenten van de hybride aandrijving succesvol met elkaar te laten communiceren", zegt dr. Markus Ostermeier, hoofd CMFdrive bij CM Fluids.
Een bekroonde, goedkope oplossing
Het concept, dat onlangs de German Gas Industry Innovation Award ontving, is een grote overwinning voor de luchthaven van München: "We kregen een perfecte, goedkope oplossing voor gebruik op de luchthaven, omdat we met succes een voertuig uit onze vloot konden aanpassen", aldus Tobias Prechtl van de afdeling Technische Service van Flughafen München GmbH. "De aanpassing kost slechts ongeveer de helft van wat het zou kosten om te bouwen naar een volledig elektrisch voertuig. De aanschaf van een gloednieuwe bus zou veel duurder zijn dan dit."
Deze wijziging heeft ook bijgedragen aan het bereiken van het primaire doel van de luchthaven om de uitstoot van de busvloot te verminderen, aangezien het gebruik van vloeibaar biomethaan als brandstof koolstofneutraliteit garandeert. In vergelijking met een Euro 6-dieselmotor produceert hij tot 90% minder fijnstof en meer dan 60% minder stikstofmonoxide. Er kan ook de mogelijkheid zijn om een gesloten circuit te creëren op de luchthaven van München, zodat het zijn eigen brandstof kan opwekken met behulp van het groenafval van de grasvelden van de luchthaven.
Deze ombouw is het eerste hybride project van Webasto. "Veel Webasto-accusystemen zijn al in een groot aantal voertuigen te vinden. Het project met CM Fluids is een succesvol voorbeeld van hoe het aanpassen van voertuigen met batterijsystemen de voordelen van een verbrandingsmotor kan combineren met de voordelen van een elektrische aandrijving", aldus Kagelmann.
De bus naar de luchthaven van München bevindt zich momenteel in de proeffase. Als deze fase een succes is, zijn er plannen om nog meer bemannings- en luchthavenpassagiersvoertuigen aan te passen.
