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No dia 17 de setembro, a Daimler Trucks apresentou, na Alemanha, sua estratégia tecnológica para eletrificação de veículos, com foco, especialmente, na tecnologia de caminhões movidos a célula a combustível hidrogênio que trafeguem longas distâncias com autonomia de até 1.000 quilômetros ou mais em um só tanque de hidrogênio. O caminhão “GenH2 Truck” da Mercedes-Benz é um veículo-conceito, que marca o início da propulsão elétrica a hidrogênio para veículos pesados.

O conceito pioneiro do Daimler GenH2 Truck é resultado do trabalho e de investimentos da empresa há mais de 20 anos na tecnologia de célula a combustível para aplicação automotiva.

Os testes com o GenH2 Truck junto a clientes começam em 2023. A produção em série deverá ter início na segunda metade desta década. Graças ao uso de hidrogênio líquido em vez do gasoso, com sua maior densidade energética, o desempenho do veículo está planejado para igualar ao de caminhões equivalentes convencionais movidos a diesel.

“Nossa visão é um transporte livre de emissões de CO2 com foco em tecnologias genuinamente neutras em CO2, que utilizam bateria e células a combustível hidrogênio, as quais têm potencial de sucesso no mercado a longo prazo”, diz Martin Daum, CEO da Daimler Truck AG e membro do Conselho de Administração da Daimler AG.

Andreas Scheuer, Ministro dos Transportes e Infraestrutura Digital da Alemanha, diz: “Precisamos de veículos com zero emissão de CO2. Isso inclui caminhões com células a combustível. Há um enorme potencial inerente ao hidrogênio para a proteção do nosso meio ambiente e para o desenvolvimento de uma economia forte. É por isso que nos últimos dez anos temos investido em inciativas que promovam o hidrogênio como combustível de transporte – um exemplo atual é o caminhão-conceito apresentado hoje. Continuaremos a investir e dar forte apoio ao desenvolvimento de trens de força ecologicamente corretos e a inovações. Isso incluirá, mas não se limitará, a expandir significativamente o orçamento para esse tipo de veículo”.

Números expressivos do Mercedes-Benz GenH2 Truck

Para concepção do GenH2 Truck, os engenheiros de Desenvolvimento da Daimler Trucks utilizaram como base os caminhões pesados Actros para longas distâncias no que se refere à força de tração, autonomia e desempenho. A versão para produção em série do GenH2, por exemplo, deverá ter um PBT de 40 toneladas e carga útil de 25 toneladas. Dois tanques de hidrogênio líquido e um sistema especialmente poderoso de célula a combustível possibilitarão esta alta carga útil e grande autonomia, formando assim a base do conceito do GenH2 Truck.

Os especialistas da Daimler utilizarão o conhecimento já existente para o desenvolvimento dos tanques de hidrogênio líquido e também farão parcerias com outras empresas. Com relação às células a combustível, a empresa se beneficia de décadas de experiência em tecnologia e em métodos e processos de produção. Isso representa uma enorme vantagem. Em abril deste ano, por exemplo, a Daimler Truck AG fechou um acordo preliminar, não vinculativo, com o Grupo Volvo para estabelecer uma joint venture para o desenvolvimento até a maturidade na produção em série e comercialização de sistemas de célula a combustível para uso em veículos comerciais pesados e outras aplicações. Juntando as forças, as empresas conseguirão reduzir os custos de desenvolvimento de ambas, além de acelerar a introdução no mercado dos sistemas de célula a combustível.

A joint venture deverá se beneficiar do know-how da Daimler Truck AG e do Grupo Volvo. Para facilitar essa parceria, a Daimler juntou todas as atividades das empresas do Grupo relativas às células a combustível,  em sua recém fundada subsidiária Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG.

Hidrogênio líquido permite aplicações com alto rendimento energético

A Daimler Trucks prefere utilizar o hidrogênio líquido (LH2) porque nesse estado químico a transmissão da energia tem uma densidade muito mais alta em relação ao volume do que o hidrogênio gasoso. Como resultado, os tanques do caminhão movido a célula a combustível são muito menores. Além disso, devido à menor pressão, são também significativamente mais leves, proporcionando ao veículo maior capacidade de carga útil. Ao mesmo tempo, pode-se transportar mais hidrogênio, o que aumenta substancialmente a autonomia dos caminhões. Isso torna o GenH2 de série comparável aos caminhões movidos a diesel para transporte em longas distâncias, em que a demanda diária de energia é alta.

A Daimler Trucks está trabalhando no desenvolvimento das tecnologias de sistemas de tanques que são necessários para tornar o hidrogênio líquido utilizável como fonte de energia em caminhões com células a combustível produzidos em série. O armazenamento de hidrogênio líquido criogênico a -253 graus Celsius já é prática comum em aplicações estacionárias, por exemplo, na indústria ou em postos de abastecimento de hidrogênio. Isso também se aplica ao transporte de hidrogênio líquido como carga.

Interação entre os sistemas de bateria e célula a combustível

Os dois tanques de hidrogênio líquido, feitos de aço inoxidável, destinados à versão em série do GenH2, terão uma capacidade de armazenamento particularmente alta de 80 kg (40 kg cada) para cobrir longas distâncias. O sistema de tanques consiste em dois tubos, um dentro do outro, que são conectados um ao outro e isolados a vácuo. Na versão em série desse caminhão, o sistema de célula a combustível deverá fornecer 2 x 150 kW e a bateria deverá fornecer 400 kW adicionais temporariamente.

Com 70 kWh, a capacidade de armazenamento da bateria é relativamente baixa, pois não se pretende que ela seja a fonte principal de energia. O papel da bateria neste caso é principalmente dar suporte de força pontual para a célula a combustível, como nos picos de carga enquanto se está acelerando ou conduzindo o veículo ladeira acima com carga máxima.

A bateria relativamente leve também permite carga útil maior. Ela deverá ser recarregada nos veículos de série com a energia de frenagem e com o excedente da potência gerada pela célula a combustível. Um elemento chave da estratégia operacional sofisticada do sistema híbrido de célula a combustível e bateria é o sistema de refrigeração e aquecimento, que mantém na temperatura ideal todos os componentes, garantindo assim máxima durabilidade.

Em uma versão anterior à da produção em série, os dois motores elétricos serão projetados para uma potência total contínua de 2 x 230 kW e 2 x 330 kW de força máxima. O torque é de 2 x 1.577 Nm e  2 x 2.071 Nm, respectivamente.

Por Monica Saraiva Panik, curadora do Núcleo Transformação Energética – Hidrogênio