Vorteile dezentraler Energieressourcen

Stromleitungen von oben

Verteilte Energieressourcen oder DER sind bei Versorgungsunternehmen und Großstrommarktteilnehmern zunehmend beliebt.

DER sind eine Kategorie von Leistungserzeugung Ressourcen, die durch ihre Größe und ihren Standort definiert sind. Die Definitionen variieren, aber nur wenige physische DERs wären größer als ein paar Megawatt. Diesel- oder Erdgasgeneratoren, Mikroturbinen, Laufwasseraggregate, Solaranlagen, Windturbinen und Batterieenergiespeichereinheiten sind übliche Sub-Megawatt-DER. Weitere Informationen dazu finden Sie verteilung zwischen verteilten Energieressourcen und deren Funktionsweise.

Wohnmobile sind kleiner als herkömmliche Kraftwerke und haben niedrigere Genehmigungsanforderungen, verbrauchen weniger Land und erfordern keine umfangreichen Infrastrukturverbesserungen.

Entscheidend ist, dass viele DER bereits vorhanden sind. DER sind in netzen, zentralen Stromerzeugungsnetzwerken und darüber hinaus zu finden. Zahlreiche Privathaushalte und Unternehmen sind jetzt mit Batteriespeichereinheiten oder Backup-Power-Generatoren ausgestattet für den eigenen Gebrauch konzipiert sind. Versorgungsunternehmen und DER-Aggregatoren verwenden diese Anlagen zunehmend in virtuelle Kraftwerke, die das größere Stromnetz unterstützen. Aus Sicht des Versorgungsunternehmens ist die Installation der Kommunikations-Upgrades und der Softwareplattform, die zur effektiven Steuerung dieser vorhandenen Anlagen als virtuelles Kraftwerk erforderlich sind, einfacher, günstiger und schneller als der Aufbau einer gleichwertigen Erzeugungsressource von Grund auf.

DER können sich auch in der Nähe von Lastzentren befinden. Die meisten Menschen wollen nicht neben einem Kraftwerk leben. Daher wurden in der Vergangenheit Kraftwerke fernab von Städten gebaut. In den meisten Teilen der Welt hat dies zu einem Entwicklungsmodell für Stromnetze geführt, bei dem große abgelegene Kraftwerke über Fernleitungen an Kunden angeschlossen werden. Diese Übertragungsleitungen sind in bezug auf ihre Kapazität eingeschränkt und schaffen eine Vielzahl von Einschränkungen, mit denen Versorgungsunternehmen und Betreiber der Stromnetze sorgfältig umgehen müssen. Es ist nicht genug, Um Strom zu - der Strom muss auch an die Verbraucher geliefert werden.

DER können hingegen in dicht besiedelten Gebieten eingesetzt werden. Private Energiespeicher werden zum Beispiel in Einwohnerzentren eingesetzt. Ebenso werden die Nachfragereaktionen in der Regel von Fabriken in Industriegebieten und in zunehmendem Maße von Häusern in Wohnvierteln bereitgestellt.

Für diese verschiedenen Anwendungsszenarien stehen verschiedene von dezentralen Energieressourcen zur Verfügung.

Dank ihrer einzigartigen Eigenschaften können strategisch platzierte ABGASrückstellungen im Gegentausch für eine relativ kleine Investition attraktive Vorteile bieten. Diese Vorteile können wie folgt ausfallen:

Vorteile von DERs: Getriebe- und Verteilungsstundung

Nicht nur in gebieten oder in der Nähe von Städten gelten Übertragungsbeschränkungen wie abgelegene Kraftwerke.

Im Gegensatz dazu ist die Verringerung der Getriebe- und Verteilungsbeschränkungen einer der hauptgründe, warum Versorgungsunternehmen DERs einsetzen. Dies wird als Transmission Deferral oder Distributionsstundung bezeichnet. Wenn beispielsweise eine kleine Stadt wächst, kommt die Zeit, in der bestehende Übertragungsleitungen nicht mehr ausreichend sind, um den gesamten Strom zu transportieren. Traditionell würde eine neue Getriebeleitung gebaut.

Der Einsatz von DERs innerhalb der Stadtgrenze ist eine Alternative. Eine vergleichbar kleine Investition in Wohnmobile kann zu genug lokal verfügbarer Kapazität führen, um das inkrementelle Wachstum der Stadt für ein paar Jahre zu sichern.

Die zusätzliche Kapazität ermöglicht es dem Versorgungsunternehmen, den Bau neuer Stromleitungen für eine Reihe von Jahren zu verschieben, ohne die Zuverlässigkeit der städtischen Stromversorgung zu beeinträchtigen. Aus finanzieller Sicht kann die Verzögerung solch großer Investitionen das Versorgungsunternehmen und damit die Tarifer viel Geld sparen.

Verteilte Energieressourcen bieten Versorgungsunternehmen eine Möglichkeit, kostspielige Netz-Upgrades aufzuschieten

Vorteile von DERs: Erzeugungskapazität und Ausgleichen

In einigen Fällen ist es möglicherweise möglich, den Bau einer neuen Übertragungsleitung vollständig zu vermeiden. Wenn innerhalb einer Stadt genug Abgasrückführungen eingesetzt werden, können die Ders potenziell die Spitzen der städtischen Elektronachfrage abfangen. Batterie-Energiespeicher, Notstromaggregate und Nachfrageressourcen sind insbesondere großartige Möglichkeiten, um die Spitzennachfrage zu reduzieren.

Infolgedessen verfügt die Stadt insgesamt über ein flacheres Lastprofil, das leichter zu unterstützen ist und den Investitionsaufwand für die regionale Stromnetzinfrastruktur reduziert. Dies kann beispielsweise den Bau eines neuen Spitzenkraftwerks, das Umspannwerk oder den Bau neuer Übertragungsleitungen verzögern oder beseitigen.

Spitzenlastgeräte sind besonders in Gebieten gefragt, in denen das Potenzial für erneuerbare Energie wie Solar- oder Windenergie gut ist. In einigen dieser Bereiche hat das schnelle Wachstum von Solar- und Windenergie - sowohl unter dezentralen als auch zentralen Modellen - es sehr schwierig gemacht, das Stromnetz in ein Gleichgewicht zu bringen. Solar- und Windenergieressourcen sind von Natur aus intermittierend, so dass andere Ressourcen zum Ausgleichen benötigt werden.

Zur Vereinfachung muss für jedes Megawatt der Solarkapazität am Netz ein weiteres Megawatt nicht-intermittierender Kapazität für bewölkte Tage und abends verfügbar sein – das tun Spitzenressourcen.

Vorteile von DERs: Zusatzleistungen

Zusatzleistungen sind die dritte Kategorie der DER-Leistungen.

Die Sicherstellung, dass Verbraucher verzerrungsfreien Wechselstrom erhalten, mit einer Frequenz von genau 50 Hz und einer Spannung von genau 120 V, ist keine einfache Aufgabe. Das Versorgungsunternehmen oder der Netzbetreiber verlässt sich auf eine Reihe von Spezialservice-Ressourcen, um die erforderliche Servicequalität zu erreichen.

Wenn beispielsweise eine Frequenzabweichung am Netz erkannt wird, kann der Systembetreiber den Einsatz von Frequenzsteuerungsressourcen beantragen. Frequenzsteuerungsressourcen können Stromerzeugungs- oder Nachfragereaktionsressourcen sein. Durch Hinzufügen oder Entfernen einer kleinen Menge an Leistung aus dem Netz geben sie die Netzfrequenz auf ihren Nominalwert zurück.

Zusatzdienstleistungen werden traditionell von großen Produktionseinheiten wie Kohlekraftwerken angeboten. In den letzten Jahren haben sich jedoch DER als gültige Alternativen für bestimmte Kategorien von Zusatzdienstleistungen herauskristallisiert.

Einige Kategorien von DERs bieten beispielsweise schnelle Reaktionsdienste wie eine schnelle Frequenzregelung. Im bestenFall brauchen große thermische Kraftwerke mehrere Minuten, um bei Reaktion auf Frequenzsteuerungsbesuche in Betrieb zu nehmen oder hochzufahren. Batterie-Energiespeicher können hingegen schnell reagieren.

Ebenso können die Ressourcen für die Nachfragereaktion im Wohnbereich eine Lastreduzierung in Sekunden oder weniger ermöglichen.

In einigen Bereichen sind die DER so erfolgreich, dass sie traditionelle Stromerzeugungseinheiten für bestimmte Kategorien von Zusatzdienstleistungen fast vollständig ausgetauscht haben. Im Vereinigten Königreich sind beispielsweise mehr als 90 % der vom Stromnetzbetreiber in den letzten Jahren vergebenen Leistungsverträge auf aggregierte Nachfragereaktionsressourcen, Energiespeicher oder Wasserkraftwerke angewiesen. Ders können daher auf insgehbare Weise zum Ruhestand von Kohle- und Gaskraftwerken beigetragen haben, die bisher durch Zusatzdienstleistungen zum Netz unterboten wurden.

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Bürogebäude von Cummins

Cummins Inc.

Cummins, ein weltweit führendes Unternehmen in der Energietechnik, ist ein Unternehmen mit sich ergänzenden Geschäftsbereichen, die ein breites Portfolio an Stromversorgungslösungen entwickeln, herstellen, vertreiben und warten. Die Produktpalette des Unternehmens reicht von Verbrennungs-, Elektro- und Hybrid-Integrated-Power-Lösungen und -Komponenten wie Filtration, Abgasnachbehandlung, Turbolader, Kraftstoffsysteme, Steuerungssysteme, Luftbehandlungssysteme, automatisierte Getriebe, elektrische Stromerzeugungssysteme, Mikronetz-Steuerungen, Batterien, Elektrolyseure und Brennstoffzellenprodukte.

Informationen über Wasserstoffmotoren für Flottenbetreiber

Diagonal auf einem Parkplatz geparkte Schwerlastwagen

Wenn Sie eine Flotte von Nutzfahrzeugen verwalten, haben Sie wahrscheinlich schon einmal Wasserstoffmotoren und Wasserstoffbrennstoffzellen gelesen oder gehört. Brennstoffzellen sind im Laufe der Jahre weit und haben eine gute Zukunft. Wasserstoffmotoren und Wasserstoffbrennstoffzellen haben jeweils ihre Rolle bei der Dekarbonisierung des kommerziellen Transportsektors heute und in den kommenden Jahrzehnten. Im Hinblick auf Wasserstoffmotoren gibt es neben der Zuverlässigkeit und Langlebigkeit weitere wichtige Erkenntnisse, die Flotten berücksichtigen sollten.

Wasserstoffmotoren sind eine bekannte Technologie

Der Antrieb von Fahrzeugen mit Wasserstoffmotoren ist so vertraut, wie er Wasserstoff nur in einen regelmäßigen Verbrennungsmotor pumpt.

Nun, fast regelmäßig.

Wasserstoffmotoren erfordern einige Modifikationen, um sicher und effizient zu arbeiten. Zum Beispiel muss das Zündsystem speziell für Wasserstoff entwickelt werden, um Probleme wie Vorzündung und Klopfen des Motors zu vermeiden. Aber die gesamte Architektur von Motor und Antriebsstrang und die Funktionsweise des Wasserstoffmotors bleiben fast identisch mit ihren Diesel-Gegenstücken. Eine Ausnahme bildet das Kraftstoffsystem. Wasserstoff wird in Gaszylindern gespeichert, die speziell für sehr hohe Drücke ausgelegt sind. Es wird empfohlen, während der Wartung einen sicheren Umgang mit Wasserstoff zu erlernen.

Transparenter Halbmotor mit rotem Motor im Inneren

Wasserstoff-Verbrennungsmotoren (ICEs) können extrem effizient sein und haben im Vergleich zu anderen kohlenstofffreien Lösungen überzeugende Gesamtbetriebskosten. Mit der funkgezündeten Cummins-Technologie und den kraftstoffaggnostischen Motorplattformen erreichen wir einen thermischen Bremswirkungsgrad (BTE), der die heutige Effizienz des Erdgasmotors übertrifft. Mit einer weiteren Verfeinerung kann auch ein dieselähnlicher Wirkungsgrad erreicht werden. Die Effizienz kann durch die Kombination von Wasserstoff-ICE in einem Hybridantrieb und durch den Einsatz fortschrittlicher Funktionen wie dem ADEPT-System von Cummins weiter verbessert werden.

Wasserstoffmotoren sind ein effektiver Weg zur Reduzierung von Emissionen und zur Dekarbonisierung

Entscheidend ist, dass Wasserstoffmotorfahrzeuge neben Denkmengen, die durch die Verbrennung von Schmierstoffen entstehen, kein CO2 freisetzen. Solange sie mit grünem Wasserstoff laufen, verursacht ihr Betrieb keine kohlenstoffhaltigen Emissionen.

Der Betrieb von nahezu emissionsfreien Fahrzeugen hat jedoch einen Preis. Dies gilt für jede kohlenstoffarme Technologie. Für bestimmte Anwendungen werden jedoch wahrscheinlich eher Beispiele für Wasserstoffmotoren zu finden sein, wie z. B. Schwerlast-Lkw.

Wann sind Fahrzeuge mit Wasserstoffmotoren das Richtige für Ihr Unternehmen?

Sagen wir also, Ihr Unternehmen muss die Treibhausgasemissionen senken. Wann sind Fahrzeuge mit Wasserstoffmotor die richtige Lösung?

Erstens benötigen Sie eine Kraftstoffstrategie. Flotten, deren Fahrzeuge jede Nacht in ein zentrales Depot "nach Hause" fahren, sind gute Kandidaten. Wasserstofftankstellen können im zentralen Depot installiert werden. Diese Art der Betankungsstrategie ist vielen CNG-Fahrzeugführern bekannt.

Wenn Ihre Fahrzeuge in der Regel zwischen Vertriebszentren, die sich innerhalb von ein paar hundert Meilen voneinander befinden, hin und her fahren, kann ein ähnliches Tanksystem funktionieren.

Wenn Sie Langstrecken-Lkw auf festen Strecken betreiben, können Wasserstoffmotoren auch sinnvoll sein, solange entlang der Strecken Wasserstofftankstellen installiert sind. Mehrere Unternehmen und Behörden bauen dafür Wasserstoff-Versorger.

Mittelschwere und schwere Fahrzeuge, die mehr als zwei oder drei hundert Meilen pro Tag fahren, werden mit einem Wasserstoffmotor besser im Einsatz sein als mit batterieelektrischer Technologie. Lkw verbrauchen viel Leistung, so dass elektrische Lkw große Batterien benötigen. Theoretisch kann eine größere Batterie die Reichweite eines elektrischen Lkw erweitern. Dies hat jedoch einen Preis in Bezug auf entgangenen Laderaum, erhöhte Ladestillstände und höhere Kapitalkosten. Fahrzeuge mit Wasserstoffmotor können hingegen in Minuten tanken und erreichen ähnliche Reichweiten wie Dieselfahrzeuge, ohne die Nutzlastkapazität für die Reichweite zu nutzen.

Cummins entwickelt eine Reihe von Wasserstoffmotoren, darunter 6,7- und 15-Liter-Motoren. Sobald diese Motoren vollständig getestet und validiert sind, werden sie den Fahrzeugherstellern zur Verfügung gestellt. Cummins arbeitet mit Werner Enterprise, einem großen Transport- und Logistikunternehmen, an der Validierung seiner neuen 15-Liter-Erdgas- und Wasserstoffmotoren. Wasserstoffmotoren sind fast ein Ersatz für herkömmliche Motoren, sodass in den nächsten Jahren möglicherweise eine Wasserstoffmotor-Version Ihres Lieblings-Lkw verfügbar ist.


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Jim Nebergall

Jim Nebergall

Jim Nebergall ist General Manager des Geschäftsbereichs Wasserstoffmotoren bei Cummins Inc. und leitet die globalen Bestrebungen des Unternehmens bei der Kommerzialisierung von Verbrennungsmotoren mit Wasserstoffantrieb. Wasserstoff-Verbrennungsmotoren sind eine wichtige Technologie auf dem beschleunigten Weg zur Dekarbonisierung des Unternehmens.

Jim kam 2002 zu Cummins und hatte zahlreiche Führungspositionen im gesamten Unternehmen inne. Zuletzt war Jim als Direktor für Produktstrategie und Management für das nordamerikanische On-Highway-Motorengeschäft tätig. Jim setzt sich leidenschaftlich für Innovation ein und hat seine Karriere bei Cummins der Weiterentwicklung von Technologien zur Verbesserung der Umwelt verschrieben. Er erweiterte die Grenzen der kundenorientierten Innovation, um Cummins als führenden Anbieter von Antriebssträngen der Wahl zu positionieren und ein Portfolio von fortschrittlichen Diesel- und Erdgas- bis hin zu Hybridantrieben zu verwalten.

Jim hat einen Bachelor-Abschluss in Elektro- und Computertechnik von der Purdue University. 2007 schloss er seinen Master of Business Administration an der Indiana University ab.

Informationen über Wasserstoffmotoren für Lkw- und Bushersteller

Transparenter Sattelschlepper mit rotem Wasserstoffmotor im Inneren

Wenn Sie ein Lkw oder ein Bushersteller sind, der bereits ein Wasserstoff-Brennstoffzellenprogramm hat, sollten Sie in Erwägung ziehen, eine Reihe von Fahrzeugen mit einem Wasserstoff-Verbrennungsmotor (ICE) als Option für Ihre Kunden anzubieten.

Warum? Die Gründe sind einfach. Es ist einfacher, einen Dieselmotor gegen einen Wasserstoffmotor auszutauschen, als ein Fahrzeug mit einer anderen Technologie zu entwerfen. Darüber hinaus sind Kunden, die am Kauf von Brennstoffzellenfahrzeugen interessiert sind, wahrscheinlich am Kauf von Fahrzeugen interessiert, die mit Wasserstoff-ICEs betrieben werden, um mit Wasserstoff zu beginnen, während die Brennstoffzellentechnologie weiter läuft. Die Vertrautheit mit der aktuellen Motortechnologie ist jedoch im Zentrum beider Gründe.

Wasserstoff-Verbrennungsmotoren sehen und fühlen sich vertraut

Für einen Erstausrüster (OEM) können aktuelle Fahrzeuge mit minimalem Aufwand neu gestaltet werden, um einen Wasserstoffmotor zu betreiben. Oft sind keine größeren Änderungen am Antriebsstrang, am Getriebe, an den Bremsen oder am Fahrgestell des Lkw erforderlich. Die intensivste Modifikation der Fahrzeugarchitektur in der Redesign-Phase kann der Einbau eines Wasserstoffkraftstoffsystems sein. Aber Cummins trägt in einem Joint Venture mit NPROXX, einem führenden Anbieter von Wasserstoffspeichersystemen, dazu bei, diese Modifikationen so reibungsfrei wie möglich zu gestalten. Durch das Angebot von durchgängigen Wasserstoffsystemen ermöglicht Cummins OEMs die einfache Konstruktion von Fahrzeugen mit Wasserstoffmotor. Dieser Ansatz ist auch für Flottenbetreiber relevant, die an Wasserstoffmotoren interessiert sind.

Wasserstoffmotoren erledigen die Arbeit und helfen bei der Dekarbonisierung 

Die Endkundenerfahrung beim Besitz und Betrieb eines Wasserstoff-ICE-Fahrzeugs ist mit dem Besitz und Betrieb eines Komprimierten Erdgasfahrzeugs (CNG) vergleichbar.

Fahrzeuge mit Wasserstoffmotor haben die Leistung, um härteste Arbeiten zu bewältigen. Fahrer werden feststellen, dass Wasserstoffmotoren die gleiche Leistung wie Erdgasmotoren liefern und dass diese sogar mit einem Dieselmotor vergleichbar sind. Wartungsmanager werden feststellen, dass die meisten Mechaniker, die für die Arbeit an einem herkömmlichen Benzin- oder Dieselmotor qualifiziert sind, einen Wasserstoffmotor warten können. Kunden, die CNG-Tankstellen auf ihren Anlagen eingerichtet haben, können außerdem feststellen, dass der Betrieb eines Wasserstofftankpunkts nicht viel anders ist.

Wasserstoff ist auch ein kohlenstofffreier Kraftstoff, so dass Wasserstoff-ICE-Besitzer ihre Dekarbonisierungsziele früher erreichen können. Wasserstoffmotoren können dazu beitragen, die gesamten kommerziellen Transportemissionen von Fahrzeugflotten zu reduzieren und den kohlenstoffhaltigen Fußabdruck eines Unternehmens insgesamt zu reduzieren.

Wasserstoffmotoren ebneten den Weg für Brennstoffzellenfahrzeuge

Also, wie ergänzen sich Ihr Brennstoffzellenprogramm und Ihre Wasserstoffmotoren? Wasserstoffmotoren und Wasserstoffbrennstoffzellen sind kein Entweder-oder eine Wahl. Im Gegensatz dazu wird die Einführung von Wasserstoffmotoren wahrscheinlich dazu beitragen, die Einführung von Brennstoffzellen zu erweitern.

Angesichts der 2027-produktion von Cummins-Wasserstoffmotoren können Sie davon ausgehen, dass in den nächsten Jahren mehr Kunden Lkw mit Wasserstoffmotoren im Einsatz haben werden.

Da immer mehr Wasserstofffahrzeuge auf die Straße kommen, werden sich die Vorteile von Wasserstoffmotoren für die Wasserstoffinfrastruktur unausweisbar zeigen. Für Ihre Kunden wird es einfacher und günstiger, Wasserstoff zu beziehen. Sie werden sich auch insgesamt durch die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff wohler fühlen. Die Wasserstoffspeichertechnologie wird außerdem ausgereifter und in größerem Umfang eingesetzt. Diese erleichtern schließlich auch den Einsatz von Brennstoffzellenfahrzeugen.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, sollten Sie auch die Antworten auf häufig gestellte Fragen zu Wasserstoffmotoren überprüfen.


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Jim Nebergall

Jim Nebergall

Jim Nebergall ist General Manager des Geschäftsbereichs Wasserstoffmotoren bei Cummins Inc. und leitet die globalen Bestrebungen des Unternehmens bei der Kommerzialisierung von Verbrennungsmotoren mit Wasserstoffantrieb. Wasserstoff-Verbrennungsmotoren sind eine wichtige Technologie auf dem beschleunigten Weg zur Dekarbonisierung des Unternehmens.

Jim kam 2002 zu Cummins und hatte zahlreiche Führungspositionen im gesamten Unternehmen inne. Zuletzt war Jim als Direktor für Produktstrategie und Management für das nordamerikanische On-Highway-Motorengeschäft tätig. Jim setzt sich leidenschaftlich für Innovation ein und hat seine Karriere bei Cummins der Weiterentwicklung von Technologien zur Verbesserung der Umwelt verschrieben. Er erweiterte die Grenzen der kundenorientierten Innovation, um Cummins als führenden Anbieter von Antriebssträngen der Wahl zu positionieren und ein Portfolio von fortschrittlichen Diesel- und Erdgas- bis hin zu Hybridantrieben zu verwalten.

Jim hat einen Bachelor-Abschluss in Elektro- und Computertechnik von der Purdue University. 2007 schloss er seinen Master of Business Administration an der Indiana University ab.

Beispiele für Erdgasmotoren in LKWs und Bussen

Orangefarbener und grauer Metro Local Bus geparkt

Im Vergleich zu herkömmlichen Dieselmotoren haben Erdgasmotoren mehrere Vorteile. Einige der Vorteile von Erdgasmotoren sind, dass sie weniger Luftverschmutzung verursachen, leiser sind und mit Kraftstoff betrieben werden, der billiger und weniger flüchtiger als Diesel ist. Auf der anderen Seite erfordert der Betrieb von Erdgasfahrzeugen eine gezielte Kraftstoffstrategie, da es in der Freien nur wenige Tankstellen für komprimiertes Erdgas (CNG) gibt.

Aufgrund dieser Merkmale können Sie bei schweren und mittelschweren Anwendungen immer häufiger Beispiele für Erdgasmotoren finden. Hier einige der führenden Anwendungen für Erdgasmotoren.

Berufskraftwagen mit Erdgasmotoren

Erdgasmotoren sind eine gute Option für Unternehmen, die Berufskraftwagen betreiben. Beispiele für erfolgreiche Erdgas-Anwendungsfälle sind Müllfahrzeuge, Muldenkipper und Terminal-Traktoren (Yard Spotter). Erdgasmotoren können Eindrehmomente und Leistungswerte ähnlich wie Dieselmotoren liefern. Selbst sehr schwere Fahrzeuge, wie beladene Betonmischer und Drayage-Lkw, können sich ohne Probleme auf einen Erdgasmotor verlassen.

Erdgas eignet sich besonders gut für Berufsfahrzeuge, die in städtischen Umgebungen eingesetzt werden. Es gibt keinen leisen Müllwagen, aber Erdgasmotoren können Müllwagen leiser und umweltschädlicher machen. Abfallsammelbetriebe melden oft eine erhöhte Kundenzufriedenheit durch den Wechsel zu Erdgas-Lkw, insbesondere bei Kunden, die ihren Müll früh am Morgen abfangen lassen.

Erdgasmotoren können auch Umweltvorteile bieten und zur Verbesserung der Luftqualität beitragen. Zum Beispiel sieht der Hafen von Los Angeles - einer der belebtesten Häfen in Nordamerika - einen sehr konzentrierten Lkw-Verkehr. Jeden Tag legen Tausende von schweren Lkw Container ab und holen sie ab. Ihr Verkehr trägt erheblich zur Luftverschmutzung in nahegelegenen Gemeinden, wie z. B. in den Bezirken entlang der Interstate 710, bei. Die Verbesserung der Luftqualität ist einer der Gründe, warum Cummins mit mehreren Speditionen im Hafen von Los Angeles zusammenarbeitete. Das Ziel der Zusammenarbeit war es, zu demonstrieren, dass Erdgasmotoren im Drayage-Betrieb effektiv sein können. Ein Jahr nach dem Programm hatten zwanzig Lkw mehr als eine Million Kilometer störungsfreies Fahren mit Cummins ISX12N-Erdgasmotoren gesammelt.

Transit- und Schulbusse mit Erdgasmotoren

Transitsysteme gehören zu den größten Betreibern von Erdgasfahrzeugen. Laut dem US-Energieministerium werden 2019 fast 30 % aller Transitbusse in den Vereinigten Staaten mit Erdgas betrieben. Es ist leicht zu verstehen, warum. Transitbusse verkehren in der Regel in Städten und kehren am Ende des Tages in ein zentrales Depot zurück, wo sie jede Nacht tanken können.

Für Transitsysteme kann es auch schwierig sein, die Fahrpreise anzupassen, wenn der Dieselpreis hoch ist. In einigen Fällen sind Transitsysteme verpflichtet, Strecken zu eliminieren oder den Betrieb zu reduzieren, um finanzielle Schwierigkeiten zu vermeiden. Mit Erdgas, dessen Preis niedriger und stabiler als der Dieselpreis ist, setzen Busunternehmen diese Risiken ein – ein weiterer wichtiger finanzieller Vorteil von Erdgasmotoren.

Erdgasbusse sind in Schulbezirken aus vielen der gleichen Gründe ebenfalls beliebt. Die Reduzierung der Luftverschmutzung von Kindern in der Nähe von Schulen ist jedoch besonders wichtig. In den Vereinigten Staaten stehen verschiedene staatliche und staatliche Zuschüsse zur Verfügung, um Schulsysteme bei der Aufrüstung ihrer Busflotten zu unterstützen.

Mittelschwere Lkw mit Erdgasmotoren

Mittelschwere Lkw, die in lokalen und halb lokalen Anwendungen eingesetzt werden, stellen ebenfalls hervorragende Anwendungsfälle für Erdgasmotoren dar. Typische Beispiele hierfür sind die innerstädtische Zustellung und die Lieferung auf der letzten Meile. In beiden Fällen können Fahrzeuge in der Regel einen Arbeitstag ohne Auftanken erledigen. Am Ende des Tages kehren sie zu einer "Heimbasis" zurück, wo sie ihre Zylinder über Nacht mit einem zeitbefüllten CNG-Dosierer auffüllen können. In den Vereinigten Staaten plant UPS, eines der führenden nationalen Lieferunternehmen, in weitere CNG-Fahrzeuge zu investieren. UPS erklärte, dass es zwischen 2020 und 2022 mehr als 6.000 CNG-Lkw kaufen würde.

Wenn diese Anwendungsfälle für Sie relevant sind, sollten Sie erwägen, darüber nachzudenken, wann auf Erdgasmotoren umzusteigen ist.

Regionale Transportfahrzeuge mit Erdgasmotoren

CNG-Fahrzeuge können auch für Transporte größerer Reichweiten eingesetzt werden, solange Tankstellen unterwegs oder am Zielort verfügbar sind. Dies kann auch für Lkws mit festgelegten Strecken zwischen Vertriebszentren der Fall sein.

Sollten diese Beispiele ihren Anforderungen entsprechen, sollten Sie auch unsere Antworten auf häufig gestellte Fragen zu Erdgasmotoren prüfen. Diese Antworten decken Themen wie Kosten, Praktischkeit und Durchführbarkeit der Integration von Erdgas in kommerzielle Flotten ab.

 


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Puneet Jhawar für Jhawar ( Puneet)

Puneet Jhawar für Jhawar ( Puneet)

Puneet Jhawar ist General Manager des globalen Erdgasgeschäfts von Cummins Inc. In dieser Funktion ist er für die Produktvision, das Finanzmanagement und die Gesamtleistung des Erdgasgeschäfts verantwortlich. Während seiner 14-jährigen Karriere bei Cummins hat Jhawar erfolgreiche Beziehungen zu einer Reihe von größten Kunden von Cummins geknabren. Jhawar verfügt über umfangreiche globale Erfahrung mit Positionen im Nahen Osten, Indien, Europa und den USA.

Wann sollte man auf Erdgasmotoren umsteigen?

Busse in Rot, Gelb und Weiß fahren einen Highway entlang

Erdgasmotoren können eine gute Option für Nutzfahrzeuge sein. Sie sind leiser als Dieselmotoren, reduzieren die Luftverschmutzung und helfen Flotten, besonders im Hinblick auf Kraftstoff viel Geld bei den Betriebskosten zu sparen. Warum wechseln also nicht mehr Flotten auf Erdgasmotoren?

Komprimierte Erdgas- oder CNG-Motoren sind eine gute Option für eine breite Palette von Flotten und Nutzfahrzeuganwendungen, aber nicht alle.

Passen Erdgasmotoren gut zu Ihrem Geschäfts- oder Missionsprofil? Wir werden einige der wichtigsten Vorteile von Erdgasmotoren und einige der Nachteilen darlegen, damit Sie entscheiden können, wo Erdgas eine praktikable Option für Ihre Flotte ist.

Missionsprofil und Infrastruktur beim Umstieg auf Erdgasmotoren

Angesichts des aktuellen Zustands der Verfügbarkeit von Erdgastankinfrastruktur sind Flotten, die heute mit CNG den größten Erfolg sehen, diejenigen, die jede Nacht zur Basis zurückkehren. Es sind Flotten, die ihre Strecken mit einem einzigen Kraftstofftank absolvieren, zur Basis zurückkehren und "hinter dem Gitter" auftanken können.

Am Ende ihrer Schicht parken Fahrer ihr Fahrzeug auf einem bestimmten Platz. Sie verbinden eine Kraftstoffdüse mit dem Fahrzeug und fahren nach Hause. Am nächsten Tag ist der Tank voll. Transitbusse, Müllwagen, städtische Lieferwagen und regionale Transport-Sattelschlepper sind gute Beispiele für Fahrzeuge, die in einem zentralen Depot effektiv tanken können. Das Hinter dem Betankungssystem hinter dem Gitter ist für diese Anwendungen gut geeignet.

Es gibt Einrichtungskosten, die mit der Einrichtung von Betankungskapazitäten vor Ort verbunden sind, aber die meisten Erdgaskraftstofflieferanten bieten Optionen für die Installation von Kraftstoffpumpen an, ohne dass im Voraus Geld bezahlt wird. Die Kosten werden in den Kraftstoffvertrag mit einer Laufzeit von drei Jahren eingearbeitet. Dies sorgt für stabile Kraftstoffkosten über die gesamte Lebensdauer des Vertrags und die Einsparungen sind erheblich im Vergleich zu den hohen Kosten für Dieselkraftstoff, der viel flüchtiger ist.

Für schwere oder Langstrecken-Lkw ist das Betanken schwieriger. Sie verlassen sich auf öffentliche Tankstellen entlang der großen Fernstraßen. Aktuell wird die Anzahl der öffentlichen CNG-Pumpen durch die Anzahl der Dieselpumpen reduziert, aber Cummins und mehrere Partner der Transportindustrie machen Schritte, um dies zu ändern. Das Unternehmen hat kürzlich einen Plan zur Zusammenarbeit mit Love's Travel Stops und Trillium bekannt gegeben, um kohlenstoffarme und kohlenstofffreie Kraftstoff- und Antriebsstranglösungen zu verbessern.

Cummins hat kürzlich auch Pläne zur Entwicklung eines 15-Liter-Erdgasmotors bekannt gegeben, den X15N, der für Langstreckenanwendungen der Klasse 8 entwickelt wurde. Die Neuigkeiten zum X15N sorgen bereits für großes Interesse und Aufregung auf dem nordamerikanischen Schwerlast-Lkw-Markt. So sehr wurde er von Heavy Duty Trucking (HDT) als eines der Top 20 neuen Produkte 2022 genannt.

Diese Investitionen in neue Produkte und in die Betankungsinfrastruktur erleichtern die Integration von Erdgasfahrzeugen für Langstreckenflotten.

Wartungs- und Sicherheitserwägungen für Erdgasmotoren

Zusätzlich zur Erwägung des Betankungsbedarfs gibt es einzigartige Wartungsanforderungen, die berücksichtigt werden sollten.

CNG-Systeme haben drei Hauptgefahren: Hochdruck, Feuer und Asxiation. Ein hoher Druck ist die hauptanliegend, da der nominale Fülldruck des in den Kraftstofftanks gespeicherten CNG 3.600 psi beträgt. Um Hochdruckprobleme zu beheben, sind die Hochdruck-CNG-Kraftstoffsystemkomponenten außer CNG-Zylindern so konzipiert, dass sie dem vierfachen ihres Nenndrucks standhalten. Dadurch können sie mindestens 14.400 psi ohne Platzen standhalten.

CNG-Zylinder sind nach strengen staatlichen Standards gebaut und bestehen aus viel robusteren Materialien als Benzin- oder Dieselkraftstoff-Lagertanks. Alle CNG-Kraftstoffzylinder müssen so hergestellt werden, dass sie dem 2,25-fachen ihres Fülldrucks standhalten. Das bedeutet, dass alle CNG-Zylinder einen minimalen Berstdruck von 8.100 psi haben, der weit über den Kraftstoffzufuhrdrücken von CNG-Tankstellen liegt.

Um CNG-Zylinder im Brandfall oder über Druck zu schützen, sind Überdruckgeräte (PRDs) installiert, die für das Öffnen bei einer bestimmten Temperatur oder einem bestimmten Druck ausgelegt sind und den Zylinder von seinem Druckgehalt entlasten. Jeder Zylinder ist mit mindestens einer dieser obligatorischen Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet– und viele Zylinder haben zwei oder mehr PRDs.

Nicht jede Wartungseinrichtung kann für die Wartung von CNG-Fahrzeugen verwendet werden. Einrichtungen, die Fahrzeuge mit flüssigen Kraftstoffen unterstützen, verfügen über mehrere Sicherheitsmerkmale, die sich von den Sicherheitsanforderungen für den Betrieb von Erdgas-Lkw unterscheiden.

Zum Beispiel verfügen Innenanlagen für Diesel-Lkw über Belüftungssysteme, die Kraftstoffdämpfe in bodennaher Nähe auffangen, da flüssige Kraftstoffdämpfe schwerer sind als Luft. Die Komponenten von Erdgas sind leichter als Luft und steigen bis zur Decke auf. Das bedeutet, dass CNG-Wartungsanlagen Sensoren und Belüftungssysteme auf Deckenebene benötigen, um Techniker zu alarmieren, die potenziell gefährlich sind. Die Geschäfte müssen außerdem von einem Feuerwehrdienst für eine ordnungsgemäße Belüftung zertifiziert werden, was im Vergleich zu anderen herkömmlichen Geschäften nicht erforderlich ist. Zusätzlich zur ordnungsgemäßen Belüftung müssen CNG-Serviceanlagen über Methandetektoren verfügen.

Es ist entscheidend, dass CNG-Fahrzeuge gemäß den vom Hersteller empfohlenen Wartungsintervallen gewartet werden. Dazu gehört die Sicherstellung, dass die Ölwechsel pünktlich und anhand eines Zeitplans, der auf den Betriebsstunden basiert, durchgeführt werden. Außerdem ist es wichtig, das richtige Motoröl zu verwenden. Die Erdgasmotoren von Cummins verwenden eine andere Ölspezifikation als ihre Diesel-Gegenstücke. 2018 gab Cummins eine neue Ölspezifikation bekannt – den Cummins Engineering Standard (CES) 20092 –, die längere Ablassintervalle ermöglicht.

Wenn Sie an den Aufbau eines Erdgastankstellens oder an die Wartung von Erdgasfahrzeugen auf Ihrem Gelände denken, ist es eine gute Idee, die Kosten dieser Modifikationen einzuschätzen. Wenn sie niedrig sind, können die wirtschaftlichen Vorteile von Fahrzeugen mit Erdgasmotor diese Schaltkosten übertreffen.

Rolle von Erdgasmotoren bei der Erreichung der Umweltziele

Der Wechsel zu Erdgasmotoren ist eine der besten Möglichkeiten für Nutzfahrzeugflotten, ihre Emissionen von NOx, Feinstaub und VOC zu reduzieren – und darüber hinaus die Anerkennung anderer ökologischer Nachhaltigkeitsvorteile von Erdgasmotoren.

Die Reduzierung von Emissionen hat jedoch nicht die gleichen Vorteile für die Luftqualität für jedes Fahrzeug. Lkw, die auf leicht befahrenen Straßen in befahrenen Gebieten eingesetzt werden, haben möglicherweise keinen nennenswerten Einfluss auf die lokale Luftqualität. Es ist auch unwahrscheinlich, dass sie einen signifikanten Abbau verursachen. Wenn derselbe Lkw zwischen dem Hafen von Los Angeles und den Logistikzentren in der Region im Einsatz wäre, würden seine Emissionen wahrscheinlicher zu Bedenken der lokalen Luftqualität beitragen.

Daher sollten Unternehmen, die Berufsfahrzeuge im städtischen Bereich betreiben, den Einsatz von Erdgasmotoren in Erwägung ziehen. Der Wechsel zu Erdgas ist für die Gemeinden, in denen diese Unternehmen tätig sind, von Vorteil. Ihre Kunden, die oft in diesen Gemeinden tätig sind, profitieren am meisten von einer besseren Luftqualität.

Vorschriften, die bei der Umstellung auf Erdgasmotoren berücksichtigt werden müssen

Die Reduzierung von Emissionen ist eine gute Möglichkeit, in der Gemeinde gute Erträge zu erzielen, aber manchmal geht es auch um die Einhaltung der Vorschriften. In einigen Bereichen gelten sowohl für den Verkauf von neuen Fahrzeugen als auch für im Einsatz eingesetzte Fahrzeuge strenge Emissionsstandards. Kalifornien zum Beispiel erzwingt eine Reihe von Regeln, die für Schwerlast-Dieselfahrzeuge gelten.

Aufgrund dieser Vorschriften müssen ab 2023 alle Verteiler-Lkw, die Dieselmotoren verwenden, einen 2010 oder neueren Motor benötigen. Wenn Ihr Unternehmen zu denJenigen gehört, die Lkw oder Motoren ersetzen, sollten Sie möglicherweise einen Wechsel zu Erdgas in Erwägung ziehen, da dies eine sehr kostengünstige Möglichkeit sein kann, die Emissionsstandards zu erfüllen und Geld beim Kraftstoff zu sparen.

Sowohl die Environmental Protection Agency (EPA) als auch das California Air Resources Board (CARB) haben strengere Emissionsvorschriften, die in den Jahren 2024 und 2027 kommen. Der Cummins X15N ist zertifiziert, um nicht nur diese Emissionsanforderungen zu erfüllen, sondern auch zu übertreffen, was die Einhaltung der Vorschriften für die nächsten Jahre sicherstellt.

Kurz, Erdgasmotoren können Flotten dabei helfen, ihre gesamten Transportemissionen und langsameren Betriebskosten zu senken, ohne dass ihr täglicher Betrieb oder ihr Einsatzprofil erheblich beeinträchtigt wird. Darüber hinaus spielt Erdgas als Kraftstoff in unserer Zukunft für erneuerbare Energien eine wichtige Rolle.

 

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Puneet Jhawar für Jhawar ( Puneet)

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Puneet Jhawar ist General Manager des globalen Erdgasgeschäfts von Cummins Inc. In dieser Funktion ist er für die Produktvision, das Finanzmanagement und die Gesamtleistung des Erdgasgeschäfts verantwortlich. Während seiner 14-jährigen Karriere bei Cummins hat Jhawar erfolgreiche Beziehungen zu einer Reihe von größten Kunden von Cummins geknabren. Jhawar verfügt über umfangreiche globale Erfahrung mit Positionen im Nahen Osten, Indien, Europa und den USA.

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