Der Lkw-Hersteller Daimler Trucks hat seine Technologiestrategie für die Elektrifizierung seiner Fahrzeuge vom urbanen Verteiler- bis hin zum internationalen Fernverkehr präsentiert. Damit bekräfitgt das Unternehmen sein Bekenntnis zu den Zielen des Pariser Klimaschutz-Übereinkommens. Im Fokus der Präsentation stand die Technologie für wasserstoffbasierte Brennstoffzellen-Lkw für das Fernverkehrssegment.

Den Anfang in Sachen Brennstoffzellenantrieb macht der Mercedes-Benz GenH2 Truck, der seine Weltpremiere als Konzeptfahrzeug feierte. Mit dem GenH2 Truck zeigt Daimler Trucks erstmals, welche konkreten Technologien der Hersteller vorantreibt, damit schwere Brennstoffzellen-Lkw flexible und anspruchsvolle Fernverkehrseinsätze mit Reichweiten von bis zu 1.000 km und mehr mit einer Tankfüllung fahren können. Daimler Trucks plant den Beginn der Kundenerprobung des GenH2 Truck für das Jahr 2023, der Serienstart soll in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts folgen. Die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs soll dabei dank des Einsatzes von flüssigem anstatt gasförmigem Wasserstoff aufgrund der deutlich höheren Energiedichte gleichauf mit der eines vergleichbaren konventionellen Diesel-Lkw liegen.

Rein batterieelektrisch angetriebene Lkw

Zusätzlich hat Daimler Trucks zum ersten Mal einen Ausblick auf einen rein batterieelektrisch angetriebenen Fernverkehrs-Lkw gegeben: den Mercedes-Benz eActros LongHaul. Er soll regelmäßige Fahrten auf planbaren Routen energieeffizient abdecken. Daimler Trucks plant die Serienreife des eActros LongHaul für das Jahr 2024. Seine Reichweite mit einer Batterieaufladung wird bei etwa 500 Kilometer liegen. Mit dem bereits im Jahr 2018 vorgestellten Mercedes-Benz eActros für den Verteilerverkehr bringt Daimler Trucks darüber hinaus ab dem kommenden Jahr einen rein batterieelektrischen schweren Lkw in Serie. Die Reichweite des Serien-eActros mit einer Batterieaufladung wird die des Prototyps von rund 200 Kilometer deutlich übertreffen.

Daimler Trucks verfolgt ähnliche Fahrzeug- und Zeitpläne wie für Europa auch für die Märkte Nordamerika und Japan. Bis zum Jahr 2022 soll das Portfolio von Daimler Trucks in den Hauptabsatzregionen Europa, USA und Japan Serienfahrzeuge mit batterieelektrischem Antrieb umfassen. Das Unternehmen hat überdies die Ambition, bis zum Jahr 2039 in Europa, Japan und Nordamerika nur noch Neufahrzeuge anzubieten, die im Fahrbetrieb („tank-to-wheel“) CO2-neutral sind. Der sogenannte ePowertrain wird als neue weltweite modulare Plattformarchitektur die technologische Grundlage aller mittelschweren und schweren lokal CO2-neutralen, vollelektrischen Serien-Lkw von Daimler Trucks sein – ob rein batterieelektrisch angetrieben oder per wasserstoffbasierter Brennstoffzelle. Er wird sich durch hohe Leistung, Effizienz und Langlebigkeit auszeichnen. Durch ihn plant Daimler Trucks über alle entsprechenden Fahrzeuge und Märkte hinweg Synergie- und Skaleneffekte zu erzielen.

Flüssigwasserstofftanks ermöglichen große Reichweite

Die Entwickler von Daimler Trucks haben dem GenH2 Truck die Eigenschaften des konventionellen Mercedes-Benz Actros Fernverkehrs-Lkw hinsichtlich Zugkraft, Reichweite und Leistungsfähigkeit zugrunde gelegt. So soll der GenH2 Truck in seiner Serienvariante bei 40 Tonnen Gesamtgewicht eine Zuladung von 25 Tonnen bieten. Zwei spezielle Flüssigwasserstofftanks sowie ein besonders leistungsfähiges Brennstoffzellensystem werden diese hohe Zuladung und die große Reichweite ermöglichen. Sie bilden daher das Herzstück des Konzepts des GenH2 Truck. Für die Entwicklung der Flüssigwasserstofftanks können die Daimler-Experten auf vorhandene Expertise zurückgreifen, zudem arbeiten sie eng mit einem Partner zusammen.

In Bezug auf die Brennstoffzelle profitiert der Hersteller sowohl in Sachen Technologie als auch hinsichtlich der Fertigungsverfahren und -prozesse von der jahrzehntelangen Erfahrung seiner Experten. Die Daimler Truck AG hat erst im April dieses Jahres gemeinsam mit der Volvo Group eine vorläufige, nicht bindende Vereinbarung zur Gründung eines neuen Joint Ventures zur serienreifen Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Brennstoffzellensystemen für den Einsatz in schweren Nutzfahrzeugen und anderen Anwendungsfeldern geschlossen. Die Bündelung der Kräfte soll die Entwicklungskosten für beide Unternehmen senken und die Markteinführung der Brennstoffzellensysteme beschleunigen. Das Joint Venture soll auf die Expertise der Daimler Truck AG und der Volvo Group zurückgreifen. Um das Joint Venture mit der Volvo Group zu ermöglichen, hat die Daimler Truck AG alle konzernweiten Brennstoffzellen-Aktivitäten in der neu gegründeten Tochtergesellschaft Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG zusammengeführt.

Flüssigwasserstoff ermöglicht Einsätze mit hohem Energiedurchsatz

Daimler Trucks präferiert flüssigen Wasserstoff (LH2), da der Energieträger in diesem Aggregatzustand im Gegensatz zu gasförmigem Wasserstoff eine deutlich höhere Energiedichte in Bezug auf das Volumen aufweist. Dadurch kommt ein mit Flüssigwasserstoff betankter Brennstoffzellen-Lkw mit kleineren und aufgrund des geringeren Drucks auch leichteren Tanks aus. Dies lässt einen größeren Laderaum und ein höheres Zuladungsgewicht der Lkw zu. Gleichzeitig kann mehr Wasserstoff getankt werden, was die Reichweite vergrößert. Somit eignet sich der Serien-GenH2 Truck wie entsprechende konventionelle Diesel-Lkw für schwer planbare, mehrtägige Fernverkehrs-Transporte, bei denen der tägliche Energiedurchsatz hoch ist. Daimler Trucks treibt derzeit die Entwicklung der erforderlichen Tanksystem-Technologien voran, um Flüssigwasserstoff auch für den mobilen Gebrauch als Energieträger für Brennstoffzellen-Serien-Lkw nutzbar zu machen. In der stationären Anwendung, beispielsweise in der Industrie oder in Wasserstofftankstellen, ist die Speicherung von tiefkaltem Flüssigwasserstoff bei -253 Grad Celsius bereits gängige Praxis. Dies gilt auch für den Transport von flüssigem Wasserstoff als Ladung.

Zusammenspiel von Batterie- und Brennstoffzellensystem

Die beiden für die Serienversion des GenH2 Truck vorgesehenen Flüssigwasserstoff-Edelstahltanks werden sich mit 80 kg (je 40 kg) Fassungsvermögen durch eine besonders hohe Speicherkapazität für das Zurücklegen weiter Distanzen auszeichnen. Das Edelstahl-Tanksystem besteht aus zwei ineinander liegenden Röhren, die miteinander verbunden und vakuumisoliert sind. Das Brennstoffzellensystem soll in der Serienvariante des GenH2 Truck 2 x 150 kW liefern, die Batterie zusätzlich zeitlich begrenzt bis zu 400 kW. Das Speichervermögen der Batterie ist mit 70 kWh relativ gering, da die Batterie nicht für den Energiebedarf, sondern hauptsächlich zur situativen Leistungsunterstützung der Brennstoffzelle hinzugeschaltet werden soll: beispielsweise bei Lastspitzen während der Beschleunigung oder bei voll beladenen Bergauffahrten. Gleichzeitig wird durch die relativ leichte Batterie mehr Zuladung ermöglicht. Sie soll im Serienfahrzeug durch Brems- und überschüssige Brennstoffzellenenergie aufgeladen werden. Ein Kernelement der ausgeklügelten Betriebsstrategie von Brennstoffzellen- und Batteriesystem ist ein Kühl- und Heizsystem, das alle Komponenten auf idealer Betriebstemperatur hält und somit eine möglichst hohe Langlebigkeit ermöglicht. Die beiden Elektromotoren sind in einer Vorserienversion auf insgesamt 2 x 230 kW Dauer- und 2 x 330 kW Maximalleistung ausgelegt. Das Drehmoment liegt bei 2 x 1577 Nm bzw. 2 x 2071 Nm.

(Quelle: Daimler)