Ciężarówki na terenie Europy są odpowiedzialne za ponad 19% dwutlenku węgla pochodzącego z transportu, a co piąta zarejestrowana jest w Polsce. Nic więc dziwnego, że w rozszerzającym się trendzie dekarbonizacji coraz uważniej śledzimy alternatywne napędy pojazdów ciężarowych.

Spis treści:

• HVO, czyli najbardziej ekologiczny diesel
• LNG na długie trasy, a CNG do ciężarówek miejskich
• Ciężarówka, która emituje tylko parę wodną
• Samochody ciężarowe z napędem elektrycznym

Światowe zasoby ropy naftowej wyczerpią się w ciągu najbliższych 70 lat. Dlatego już od dawna najwięksi producenci pojazdów ciężarowych eksperymentują z zamiennikami dla oleju napędowego. Przysłowiową kropką nad i w tym temacie, wydaje się przyjęty 14 lipca 2021 r. europejski Fit for 55, który wręcz wymusza przejście na zastępcze paliwa. Ale jakie one są? Sprawdź najpopularniejsze alternatywy dla oleju napędowego.

HVO, czyli najbardziej ekologiczny diesel

HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) to uwodorniony olej napędowy, uzyskiwany ze źródeł odnawialnych. Jest biopaliwem drugiej generacji, które można produkować z olejów roślinnych oraz odpadów tłuszczowych. Co ważniejsze, może być stosowany nawet w czystej postaci do zwyczajnych silników wysokoprężnych, bez konieczności jakichkolwiek modyfikacji. Potwierdzają to czołowi producenci: DAF, Scania, MAN, Volvo, Mercedes-Benz, Renault Trucks czy Iveco.

HVO, chociaż póki co droższy w produkcji, a więc i na stacji, zyskuje popularność ze względu na redukcję emisji zanieczyszczeń. W porównaniu do zwykłego diesla, HVO w czystej postaci emituje mniej o:

• 90% dwutlenku węgla,
• 30% cząstek stałych,
• 9% tlenku azotu.

Może być również dodawany do tradycyjnego diesla w dowolnych proporcjach. Nazwy handlowe takich mieszanek to np. HVO30 lub HVO50, w których liczba określa zawartość procentową biopaliwa w stosunku do zwykłego ON. Zainteresowanie tym paliwem w Polsce potwierdza także PKN Orlen, który do 2030 roku chce w Płocku uruchomić instalację HVO o wydajności 300 tys. ton uwodornionego oleju rocznie.

LNG na długie trasy, a CNG do ciężarówek miejskich

Do zasilania pojazdów ciężarowych coraz częściej stosuje się również gaz ziemny. W branży motoryzacyjnej występuje on w dwóch postaciach: skroplonej (LNG) oraz skompresowanej (CNG).

Gaz ziemny jest najbardziej wydajnym ciekłym paliwem. Jego największą zaletą jest jednak redukcja emisji zanieczyszczeń podczas spalania, która w stosunku do zwykłego diesla wynosi:

• od 70% do 90% dla tlenku węgla,
• do 99% dla cząstek stałych,
• od 80% do 90% tlenku azotu.

Przewagi metanu na olejem napędowy nie zmniejsza nawet większa emisja niespalonych węglowodorów, których toksyczność w ogólnym rachunku nie jest problematyczna. Poza tym pojazdy zasilane gazem ziemnym generują mniej hałasu, dzięki czemu mogą wjeżdżać do wydzielonych stref miejskich czy pracować także w godzinach nocnych. W 2021 roku w Polsce zarejestrowano 1364 samochodów zasilanych metanem. Podwyżki cen gazu w 2022 roku zahamowały ich sprzedaż, co nie zmienia faktu, że zarówno CNG, jak i LNG to wykorzystywane już dziś w wielu zastosowaniach zamienniki oleju napędowego.

Skroplony gaz ziemny – co to takiego?

LNG to metan, schładzany do temperatury -162℃ głównie po to, aby zmniejszyć jego objętość aż 630 razy. Dzięki temu łatwiej i ekonomiczniej go transportować, a na jednym tankowaniu specjalnego zbiornika w ciężarówce można pokonać nawet 1600 km. Pojazdy zasilane LNG sprawdzają się więc na długich dystansach, a dodatkowymi zaletami w stosunku do ciężarówek z klasycznymi silnikami Diesla, są:

• uproszczona budowa jednostki napędowej,
• niskie zużycie paliwa,
• krótki czas tankowania ciężarówki (nawet 5 minut),
• zwolnienie z opłat drogowych w Niemczech.

Natomiast wadą tego paliwa jest konieczność stosowania specjalnych, kriogenicznych zbiorników. Ze względów konstrukcyjnych posiadają one tak duże wymiary, że ich montaż możliwy jest tylko w pojazdach ciężarowych. Największe z nich mieszczą maksymalnie 350 kg LNG.

Pomimo bardzo dobrej termoizolacji, paliwo w takich zbiornikach z czasem jednak ogrzewa się, co powoduje wzrost jego ciśnienia. Uruchamia to zawory bezpieczeństwa, które wypuszczają nadmiar LNG do atmosfery. Dlatego skroplonego gazu ziemnego nie da się przechowywać w zbiorniku pojazdu zbyt długo. Trudno to paliwo także awaryjnie dostarczyć.

Skompresowany gaz ziemny – wady i zalety

Gaz ziemny występuje również w postaci skompresowanej pod ciśnieniem 20 – 25 MPa, w której zmniejsza swoją objętość ok. 350 razy. Przechowuje się go w ciężkich zbiornikach wykonanych ze stali lub lżejszych, ale droższych kompozytów. Zakup pojazdu zasilanego CNG jest mniej kosztowny, niż samochodu na LNG. Niższe są także koszty jego eksploatacji przy dostawach gazu w specjalnych butlach CNG.

Jednak wady skompresowanego gazu ziemnego ograniczają jego zastosowanie do zasilania pojazdów ciężarowych operujących na krótkich trasach (np. komunikacji miejskiej, śmieciarek itp). A to dlatego, że butle z gazem CNG są ciężkie (ich zespół w aucie waży co najmniej 200 kg), co zwiększa masę samochodu i skraca zasięg do maksymalnie 500 km. Poza tym wykorzystanie tego gazu wymaga przeróbki układu zapłonowego na iskrowy lub zastosowania bezpośredniego wtrysku do kolektora dolotowego.

Ciężarówka, która emituje tylko parę wodną

Wodór z wielu powodów traktowany jest jako paliwo przyszłości. I to wcale nie dlatego, że póki co maksymalny zasięg pojazdów ciężarowych zasilanych wodorem nie przekracza 400 km (testowy ciągnik Mercedesa GenH2 z 25-tonowym obciążeniem). Najważniejszą zaletą spalania wodoru jest bowiem zerowa emisja dwutlenku węgla. To paliwo może służyć do napędu pojazdów na dwa różne, bezemisyjne sposoby.

Wodór można wykorzystać do produkcji prądu. W ogniwach paliwowych zamienia się on na prąd i parę wodną w reakcji elektrochemicznej z tlenem. Tego rodzaju pojazdy wodorowe są w więc rzeczywistości samowystarczalnymi “elektrykami”, których nie trzeba ładować prądem.

Wodorem można także zasilać silniki spalinowe. Technologia ta w segmencie aut ciężarowych wciąż jest we wczesnej fazie rozwoju, ponieważ pierwsze testy przeprowadzano w 2021 (DAF, Westport na bazie silnika Scanii, MAN, Deutz).

Samochody ciężarowe z napędem elektrycznym

Napęd elektryczny w samochodach ciężarowych nadal ogranicza ich zasięg do kilkuset kilometrów. A to dlatego, że duża masa całkowita pojazdu wymaga zastosowania większych baterii, które stanowią dodatkowe obciążenie. Poza tym ładowanie akumulatorów o dużych pojemnościach może trwać nawet kilka godzin. Aby skrócić ten czas potrzebne są szybkie ładowarki prądu stałego o mocach powyżej 150 kW.

Oczywiście ten rodzaj napędu wciąż jest rozwijany, czego efektem jest np. rekordowy zasięg elektrycznej ciężarówki, która w optymalnych warunkach (bez ładunku, z wyłączoną klimatyzacją oraz na oponach o niskich oporach toczenia) na torze pokonała aż 1099 km. W praktyce jednak elektryczne pojazdy ciężarowe póki co wykorzystywane są najczęściej w miastach, a ich dzienne zasięgi nie przekraczają 200 km (transport komunalny, komunikacja miejska).