Lastvagnar
Oron för den globala uppvärmningen ökar pressen på att gå ifrån fossila bränslen. Många städer runtom i världen har som mål att förbjuda dieselbilar, i vissa fall redan inom några år.
Frågan är: vad är alternativet? Vilken bränslekälla kan minska koldioxidutsläppen, leverera tillräckligt hög effekt och prestanda och fortfarande vara ett kommersiellt gångbart alternativ för vanliga transportbolag? Vi på Volvo Lastvagnar anser att svaret, eller en del av svaret, är gas.
Volvo FH LNG och Volvo FM LNG är de första gasdrivna tunga lastbilarna på marknaden som erbjuder tillräckligt med effekt för att uppfylla behoven för tunga regional- och fjärrtransporter. Båda modellerna, som finns med 420 hk och 460 hk, levererar samma prestanda och körbarhet som motsvarande diesellastbilar och kan köra upp till 1 000 km på en tankning.
Den enda skillnaden ligger faktiskt i bränsletypen: LNG (Liquefied Natural Gas) minskar både bränslekostnaderna och koldioxidutsläppen betydligt. När du kör på naturgas, som på kort sikt är ett mer realistiskt alternativ för de flesta åkerier, minskar koldioxidutsläppen med 20 procent jämfört med diesel. För en lastbil som kör 120 000 km fjärrtransporter per år innebär det en besparing på 18–20 ton koldioxid om året. Men den största besparingspotentialen uppnås när fordonet drivs med biogas. Då minskar koldioxidutsläppen (från tank till hjul) med 100 procent. Samtidigt ligger bränsleförbrukningen på samma nivå som för Volvo Lastvagnars dieselmotorer, men 15–25 procent lägre än för konventionella gasmotorer.
– LNG är ett lovande alternativ till diesel eftersom det förenar både miljö- och affärsfördelar. Det finns gott om naturgas runtom i världen och infrastrukturen för LNG håller på att utökas, säger Lars Mårtensson, miljö- och innovationsdirektör på Volvo Lastvagnar.
LNG är långtifrån ett nytt bränsle. Men Volvo Lastvagnar är först ut med att kunna leverera en tung gasdriven lastbil med hästkrafter på den här nivån. Nyckeln ligger i att använda dieselprincipen i stället för Ottoteknik, som annars är vanligast när det gäller gasmotorer. Den stora skillnaden är att Ottomotorer använder tändstift, vilket begränsar effekten, vridmomentet och driftsäkerheten, samtidigt som tekniken blir mer stötkänslig. Motorer med dieselprincipen kan leverera fler hästkrafter och ett högre vridmoment med hjälp av direktinsprutning och antändning genom hög temperatur och kompression.
– Hittills har utmaningen bestått i att gasen inte kan antändas enbart genom kompression – det krävs något att sätta i gång gasförbränningen med. Det som antänder gasen i motorn här är kompressionsantänd förinsprutad diesel. Utmaningen här ligger i att spruta in två olika bränslen i cylindern. Det är väldigt avancerat att jobba med två insprutare, förklarar Anneli Soppi, ansvarig projektledare på Volvo Group Trucks Technology.
LNG är ett lovande alternativ till diesel eftersom det förenar både miljö- och affärsfördelar.
Svaret har de hittat i form av två koncentriska nålar som kan spruta in både diesel och gas direkt. Med denna unika teknik förinsprutas en liten mängd diesel i cylindern som initierar antändningen innan gasen sprutas in.
– Dieseln fungerar i princip som ett flytande tändstift. Motorn drivs i första hand med gas. Gasen ersätter faktiskt över 90 procent av dieseln som används i en konventionell dieselmotor. Samtidigt har den dieselmotorns alla fördelar – samma höga effekt och vridmoment, säger Anneli Soppi.
Innebär detta att naturgas är framtiden för transportindustrin? Den allmänna uppfattningen är att framtiden ligger i elektrifiering. Och det stämmer säkert för personbilar, men det kommer dröja länge innan utvecklingen av elektromobiliteten nått så långt att vi kan se en kommersiellt gångbar tung fjärrtransportlastbil på marknaden.
– De vinnande bränslena blir de som erbjuder hög energieffektivitet och låg klimatpåverkan. Vi kommer att se ett antal alternativa bränslen framöver, inklusive el, och olika bränslen kommer att få olika användningsområden. Diesel kommer att finnas kvar i många år framöver medan övergången sker. Men när det gäller tunga regional- och fjärrtransporter ligger LNG helt klart bäst till för att bli ett globalt tillgängligt alternativ till diesel, säger Lars Mårtensson, miljö- och innovationschef Volvo Lastvagnar.
På sikt innebär LNG en möjlighet att minska utsläppen ytterligare, eftersom det går att använda biogas i stället för naturgas. – Vi kommer att se en gradvis övergång till biobränsle framöver. De mest framgångsrika biobränslena blir de som kan stöttas upp av ett fossilt alternativ under den övergångsperioden. Naturgas är exempelvis ett tryggt alternativ för fordon som drivs av biogas. I takt med att produktionen och distributionen av biogas förbättras och kostnaderna minskar kommer möjligheterna att köra på biogas att öka. Kort sagt kommer du att kunna minska koldioxidutsläppen markant bara genom att byta bränslekälla, säger Lars Mårtensson.
I dag är det största hindret för LNG, både natur- och biogas, bristen på infrastruktur för distribution och tankning. Men i och med kampen mot klimatförändringarna är det många länder som främjar en utbyggnation av LNG-infrastrukturen. Gasleverantörerna kan därför se fram emot en betydligt bättre marknad inom transportindustrin.
– Som vi ser det har naturgasen störst potential. Både för att uppnå direkta koldioxidreduceringar och som långsiktig lösning för de närmaste 20–30 åren, som minst. Bristen på infrastruktur är visserligen en utmaning, men en utmaning som vi inte är ensamma om. Bland annat har EU uppmärksammat problemet och avsatt medel och initiativ för att lösa det. Nya lastbilar, som Volvo FH LNG och Volvo FM LNG, kommer också att driva på LNG-produktionen, så potentialen är enorm, menar Lars Mårtensson.
Hittills har utmaningen bestått i att gasen inte kan antändas enbart genom kompression – det krävs något att sätta i gång gasförbränningen med.
Utvecklingen av Volvo FH LNG och Volvo FM LNG har skett med ett långsiktigt perspektiv och har engagerat Volvo Lastvagnars ingenjörer på flera sajter runtom i världen. – Dieselteknik är välkänd mark för Volvo Lastvagnar – vi har utvecklat och förbättrat dieselmotorer i över 70 år. Men med LNG-drivlinan bryter vi ny mark, och det tar naturligtvis tid att bygga upp den interna kunskapsbasen och expertisen, säger Mats Franzén, produktchef för motorer, Volvo Lastvagnar.
I det här projektet är en av utmaningarna att vi jobbar med högkomprimerad gas och då är det oerhört viktigt att systemet inte läcker. Vi har därför lagt otaliga timmar på att testa och säkerställa att det är fullständigt tätt och att tätningarna håller länge.
De nya fordonen har genomgått samma tester och valideringar som Volvo Lastvagnars andra lastbilar och motorer, bland annat krock- och hållbarhetstester samt omfattande fälttester, både i varmt och kallt klimat och på hög höjd.
– Det har varit en omfattande process, men så kommer det här också att bli väldigt bra lastbilar. Du kommer inte att kunna känna om du kör en diesel- eller gaslastbil när du kör dem. De kombinerar bränslebesparingar med lägre koldioxidutsläpp och dieselliknande hållbarhet, säger Mats Franzén.
Modeller: Dragbilar (4x2, 6x2 och 6x4) och jämnlastbilar (4x2, 6x2 och 6x4) med totalvikter på upp till 64 ton.
Motor: Volvo G13C Euro 6 med antingen 420 hk/2 100 Nm eller 460 hk/2 300 Nm.
Växellåda: Volvo I-Shift.
Bränsletankar: Rymmer 115 kg (275 l), 155 kg (375 l) eller 205 kg (495 l) LNG för en räckvidd på upp till 1 000 km, plus en mindre dieseltank.
Avgasefterbehandling: SCR och partikelfilter.
Både Volvo FH LNG och Volvo FM LNG är tillgängliga på de europeiska marknaderna första halvåret 2018.