水素エンジンに関するよくあるご質問

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商用輸送部門が二酸化炭素排出量を削減・削減する道筋を定める中、水素エンジンの注目が高まっています。この記事では、水素エンジンに関するよくあるご質問への回答をご覧いただけます。

エンジンは水素で稼働できますか?

そうですよ! 今日の水素エンジンの仕組みは、その動作原理とアーキテクチャに関して、天然ガスやガソリンエンジンと非常によく似ています。彼らは水素で走るだけで、炭素ゼロの燃料です。また、高圧ガスシリンダーと組み合わせることで、水素を船内に安全かつ実用的に保管できます。

水素エンジンは実行可能ですか?

技術的観点から見ると、水素エンジンは完璧に実行可能です。彼らは動作し、信頼性が高い。従来の内燃機関とは、これまでで最も信頼性の高い機械装置の一つとなっているため、わずかな違いしかありません。

より困難な問題は、水素エンジンを搭載した車両が実行可能なのでしょうか?答え。事によりけりです。

カリフォルニア州(米国)、日本、ヨーロッパの一部では、公的にアクセスできる燃料ステーションが数十か所あり、水素を汲み上げるパーソナルビークルもオプションです。しかし、他のほとんどの場所では、給油が問題になります。このため、水素エンジンは、個人の車やSUVに対して適度に実行可能です。

一方、商用車は水素エンジンにはるかに適しています。これは特に、専用の水素燃料ポイントが作られる中央の「ホームベース」を持つ保有車両の一部である商用車に当てはまります。ごみ収集車、配送トラック、救急車両などの車両に適しています。これは、一部の輸送ルートに沿って数か所の水素燃料ステーションが建設されている場合、近距離および長距離トラックにも当てはまります。もっと学ぶことに興味がありますか?モビリティと輸送における水素エンジンの例をご紹介します。

水素エンジンを搭載した商用車が増えないのはなぜですか?

多くの商用保有車両事業者は、より広範なサステナビリティ戦略の一環として、二酸化炭素排出量を削減する目標を持っています。水素エンジンは、これらのサステナビリティ目標の達成に大きく貢献することができますが、水素エンジンの広く採用されているわけではありません。

商用輸送車両用の水素エンジンの連続製造が欠けているのは、1つの重要な制限です。しかし、Werner Enterprisesがカミンズの15リットル水素内燃機関の車両への検証と統合を開始するという最近の発表で、これは変わろうとしています。

水素エンジンを搭載した新しい車両の資本コストは、ディーゼルエンジンとは異なります。一方、水素とディーゼルエンジンの設計上の共通点により、水素エンジンはニアゼロエミッション電力技術として手頃な価格になります。

水素インフラの準備は、商用車の一部の用途にとってもう一つの制限要因ですが、すべてではありません。上記のように、商用車の一部の用途は、水素エンジンに実行可能な用途です。水素エンジンを搭載した車両が増えるにつれて、水素インフラの蓄積にもメリットがあります

最後に、水素で車両を運転することは、少なくとも政府のインセンティブがない限り、ガソリンやディーゼルで同じ車両を運転するよりもコストがかかるとは限りません。しかし、この方程式は今後数年間で変化する可能性があります。この変更の主な原動力は、ヨーロッパ、中国、および複数の米国の州における高負荷トラックと中負荷トラックのCO2排出量を抑制するために設計された一連の新しい規制です。これらの規則の影響を受ける車両メーカーやフリートオペレーターにとって、水素エンジンへの切り替えは、コンプライアンスを達成するための最も経済的な方法であることが分かっています。このような場合は、この10年間に水素トラックや他の車両が道路に登場することを期待してください。

水素エンジンの使用期間は?

ディーゼルエンジンと同じです。水素エンジンは、ディーゼルや天然ガスエンジンと同じサイクルで動作し、エンジンブロック、クランク、コンロッドなど、シリンダーヘッドの下に同じエンジンコンポーネントを持っています。

水素を燃料として使用すると、エンジン内の水素脆化や腐食に関するリスクが生じる可能性があります。Cummins Inc.は、これらのリスクを軽減するために、すでに水素エンジンのテストを行っています。テストが進むにつれて、その結果を共有します。

水素エンジンは炭素排出量をゼロに近いレベルにまで引き上げる
水素エンジンは炭素排出量をゼロに近いレベルにまで引き上げる

テールパイプ、またはタンクツーホイールレベルでは、水素エンジンは水素燃料由来のCO2を排出しません。これは、水素に炭素原子がないからです。一方、水素エンジンは、エンジンの運転に伴う潤滑油や、CO2を含む燃焼に周囲の空気を使用しているため、微量のCO2を排出します。

ウェルツーホイールレベルでは、水素エンジンの二酸化炭素排出量は、水素の由来によって異なります。1ポンドの水素が生成されるたびに、5ポンドのCO2が大気中に放出された場合、水素をトラックで運ぶのは、環境に優しい交通手段はほとんどありません。残念ながら、現在工業で製造されている水素の大半がそうである。その大半は、化石燃料であるメタンを処理して得られます。一方、緑色の水素は、太陽光発電や風力タービンなどの再生可能資源で発電した電気を利用して電気分解によって生成される場合、炭素排出量が極めて少量の水素エンジンのみ可能です。

カミンズは、スペインでの電解槽製造への投資を通じて、すでに緑色の水素生成のパイオニアとなっています。また、カミンズはSinopec社と提携し、中国での電解槽の研究、開発、製造を行っています。

しかし、水素エンジンは、ディーゼルや天然ガスエンジンと同様に、いくつかのNOxを放出します。水素エンジンでは、過剰なNOxを除去するために排気処理システムが必要です。その結果、水素エンジンはNOxを極めて低いレベルまで低減します。現在のトラック用ディーゼルエンジンのEPA規制の要件よりもさらに低くなります。

水素エンジンの範囲とタンク充填時間は?

これは、タンクのサイズとタイプによって異なります。水素は、車両の圧縮ガスで貯蔵され、名目上の作動圧力が350バールまたは700バールの圧力容器に含まれます。

700バールの燃料タンクで構成され、合計で80キログラムの水素容量を持つオンボードの水素貯蔵システムを利用しましょう。このシステムにより、燃料補給が必要になる前に、車両の航合距離は500マイルになります。この車両の給油には約30分かかります。

車両に使用される水素エンジンは安全ですか?

水素タンクは、従来の液体燃料タンクよりもはるかに頑丈で、プロパンタンクよりもはるかに頑丈です。また、厳格な安全基準の対象となります。これらの規格は、衝突後の完全性、浸透性、高温への耐性、最大圧力の3つの安全率など、さまざまな要件をカバーしています。この安全要因は、最大運転圧力700バールで使用される予定の貯蔵船が、実際には2,100バール以上の圧力レベルで設計されていることを意味します。

カミンズは先日、ETCと水素貯蔵タンクの水素貯蔵・輸送のリーダーであるNPROXXと合弁会社を設立しました。この合弁会社はヨーロッパの鉄道市場のリーダーであり、オンハイウェイやオフハイウェイの用途に水素と圧縮天然ガスの貯蔵製品を提供します。

車両の燃料となる水素はどこで入手できますか?

お客様のビジネスがカリフォルニア州(米国)、ヨーロッパ、日本の特定の地域を拠点とする場合は、水素を供給するために装備された数十のガソリンスタンドで水素で燃料を補給することができます。

さもなければ、最初の選択肢は、ビジネスの敷地内に基本的な燃料ポイントを設定し、緑色の水素を供給することができる水素の専門サプライヤーと協力することです。この種のサービスはまだどこにでも利用できるわけではありませんが、商用グリーン水素は急速に成長している業界で、ますます多くのスタートアップ企業や大企業が参加しています。

お客様の地域が緑色の水素ベンダーによって提供されていない場合は、緑色の水素を自己生産することもできます。このため、電気分解および太陽光発電または単独の電解ソリューションは、幅広い保有車両オペレーターのニーズに適しています。

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Jim Nebergall(ジム・ネベルガル)

Jim Nebergall(ジム・ネベルガル)

Jim Nebergallは、Cummins Inc.の水素エンジン事業の本部長であり、水素燃料の内燃機関の実用化に向けた当社のグローバルな取り組みをリードしています。水素内燃機関は、脱炭素化への加速化に向けた重要な技術です。

ジムは2002年にカミンズに入社し、社内で数多くのリーダーシップを発揮してきました。直近では、ジムは北米のオンハイウェイエンジン事業の製品戦略と管理部門のディレクターを務めていました。ジムはイノベーションに情熱を注いで、環境を改善する技術の進歩にカミンズでのキャリアを捧げてきた。顧客重視のイノベーションの限界を押し広げ、カミンズを選択の主要なパワートレインサプライヤーとして位置づけ、先進的なディーゼルや天然ガスからハイブリッドパワートレインまで幅広いポートフォリオを管理しました。

パデュー大学で電気・コンピュータ工学の学士号を取得しています。2007年、インディアナ大学で経営学修士号を取得。

Cummins Turbo Technologies gears up to launch the 8th Generation HolsetTM Series 400 Variable Geometry Turbocharger

8th generation HE400VGT

As emission regulations become more stringent, Cummins Turbo Technologies (CTT) is committed to helping customers reduce emissions and advance fuel economy through innovative new air handling technologies.

Built on 70 years of innovation and dependability, CTT and Holset have introduced a wide range of industry leading air handling technologies. In 2021, CTT launched the 7th generation 400 series Variable Geometry Turbocharger (VGT) to help engine manufacturers meet future emission standards and offer best in class fuel economy. At Cummins, innovation never stops as we continue to advance our current technologies, while developing new ones. With this philosophy in mind, CTT is now preparing to introduce the 8th generation HE400VGT. It is specifically engineered to have top of class performance, reliability and durability for the 10-15L heavy-duty truck market.  

CTT has made significant improvements in turbocharger performance with its latest generation of products. The 8th generation turbocharger will have 5 percent improved efficiency over the previous 7th generation turbo.

In addition to offering improved turbocharger efficiency, which helps customers in engine downsizing, the HE400VGT will have a better transient response, enhanced compressor side oil leak robustness and dual sourcing on key components for supply chain flexibility.

Key highlights of the Holset HE400VGT include a new bearing system and near zero clearances to enhance performance and transient response. These enhancements are achieved by tighter clearances on the compressor stage, lower radial movement on the turbine stage, improved surface finish and new aero designs.

Scheduled to be launched in 2024, this turbocharger incorporates a next generation smart electric actuator and speed sensor with the latest chipset to enhance performance and durability. The dual sourcing strategy helps mitigate any unforeseen electronics shortages that have recently plagued the industry.

Along with the performance enhancements, the latest generation turbocharger will offer best-in-class performance for on-highway heavy-duty trucks coupled with improved fuel economy at key vehicle running points.

“CTT has incorporated exciting new technologies in our latest HE400VGT to help engine customers meet strict emissions requirements and reduce their total cost of ownership,” said Matthew Franklin, Director – Product Management & Marketing. As customers establish their strategies for upcoming emission regulations, CTT continues to build on the success of previous turbocharger launches to deliver innovative products that meet the challenges of our customers’ engine development needs without compromising on performance. 

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カミンズオフィスビル

Cummins Inc.

グローバルな電力技術リーダーであるカミンズは、電力ソリューションの幅広いポートフォリオを設計、製造、配布、サービスする補完的な事業部の法人です。当社の製品は、内燃、電気、ハイブリッドのインテグレーテッドパワーソリューション、フィルトレーション、後処理、ターボチャージャー、燃料システム、制御システム、吸気システム、オートマチックトランスミッション、発電システム、マイクログリッド制御、バッテリー、電解槽、燃料電池などのコンポーネントから成ります。

採掘作業者にメリットをもたらすリビルド

「Cummins 300th QSK60 MCRS Upgrade」という文字の入ったベルトのバックル

オーストラリアと米国のカミンズのエンジニアによるマスターストロークは、鉱業会社が特別なアップグレードプログラムの下でQSK60エンジンの再構築を選択したことで、大幅なコスト削減と環境上のメリットをもたらしました。

エンジニアたちは、初期世代のQSK60のリビルドの可能性に焦点を当て、ベース60リッターV16の設計に大きな変更を加えずに、オーバーホール時に最新のディーゼル技術にアップグレードする方法に焦点を当て、他のエンジンメーカーを排除した偉業でした。

主な技術のアップグレードは燃料噴射です。初期ユニット噴射システム(HPI)は高圧モジュール式コモンレールシステム(MCRS)に置き換わり、カミンズの最新世代の高馬力エンジンすべてに搭載されています。

300番目のアップグレードされたエンジンは、2700 hpと評価され、最近ブリスベンのカミンズマスターリビルドセンターで生産ラインから外れ、QSK60の進化におけるもう一つの成功したステップと、モバイル鉱業機器で世界で最も高馬力のディーゼルエンジンである理由を強調しました。

「燃料消費量の削減とオーバーホールまでの寿命の延長は、総所有コストを削減するための鍵であり、QSK60のアップグレードプログラムのエンジニアリングの最初の目的でした」と、カミンズアジア太平洋の鉱業事業開発マネージャーであるGreg Field氏は言います。

「イノベーションはカミンズの長い歴史の中核にあり、鉱業のお客様に提供できるQSK60リビルドオプションにおいて、確かにその役割を果たしてきました。"

要するに、ディーゼル微粒子排出量は、後処理なしでシリンダー内燃焼技術により最大63%削減されます。また、オイルへのすすの負荷が少なく、メンテナンスにもプラスの機能を備えています。

Fuel savings up to 5% are consistently reported in the field for significant greenhouse gas emissions reduction, while life-to-overhaul is extended by 10%, translating to fuel consumption of more than 4.0 million liters before rebuild is required.

燃料システムのMCRSへのアップグレードとは別に、単段ターボチャージ式のQSK60には、世界で最も厳格なオフハイウェイ排出ガス基準であるTier 4 FinalおよびStage V排出ガス規制に準拠するように設計された、燃焼技術における他のカミンズのイノベーションも搭載されています。

リビルドアップグレードパッケージは、QSK60の2つの変種に適用できます。1段式ターボチャージング(「Advantage」と呼ばれます)は1785~2700 hp、もう1つは2段式ターボチャージャーで、定格は2700、2850、または3000 hpです。

300番目にアップグレードされたQSK60は、コマツの930E運搬トラックに搭載するため、NSWグネダ盆地のボガブリ炭に納入されました。このエンジンは、オーストラリアの石炭鉱業でも鉄鉱石採掘でもその価値を証明しています。

イエローQSK60エンジン

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ハリケーン「サリー」にも負けなかったフロリダ州の夫婦とその家庭用非常発電機

カミンズの家庭用非常発電機の隣で犬を抱いて立っている一家

3か月。メイシーとシェリー・サマーズが、新しいカミンズ QuietConnect™家庭用非常用発電機の設置と、ハリケーン・サリーの到着という最初の主要なテストの間に、時間がかからなかったのはそのためです。

カテゴリー2のハリケーンは、2020年9月に12時間近くにわたってフロリダ州ペンサコラ地域で失速し、時速110マイルの風、激しい雨、大規模な停電をもたらしました。多くの隣人が嵐の中で家が洪水に見舞われたことを心配しましたが、サマーズは、カミンズの発電機が彼らを引き抜くのを助けると知りながら、安全でした。

「私は、水が多すぎると家の近くに入り込んでくるのではないかと非常に心配していました。」とメイシーは言います。「電力がなければ、ポンプを動かすことができず、プールから水を奪うことができなかった。それが私にとって大きな恐れでした。"

新しいカミンズの発電機は、大きな時間を経て、嵐の間に家と3つのサンプポンプに電力を供給し、電力が回復する前にオイル交換を1回中断して90時間近く運転しました。

そのパフォーマンスは、元ロッキード・マーティンのエンジニアだったメイシーにとって驚くべきことではありません。2019年に家に永久に引っ越した後、彼は研究の洞察力を駆使して、嵐を乗り越えて家に電力を供給する最良の方法を見つけた。18か月後、彼はブランドの評判、品質とサポートの構築により、カミンズの QuietConnect 家庭用非常用発電機に決定しました。

"ブランドは私たちにとって本当に重要でした。必要に応じて存在すると思われる大企業の優れたサポートシステムを求めていました。カミンズが私たちにとって正しいものでした。」とメイシーは言います。

"私は確かにほとんどの人が聞いているブランドよりもカミンズをお勧めします。カミンズは、その信頼性を求める人にとってより強力なソリューションです。"

設置に向けて、Summersは近くのフォートウォルトンビーチにあるカミンズの代理店である非常用非常用電力と契約し、発電機のサービスとメンテナンスも行っています。

非常用非常用電力の発電機設置を統括するラウル・ペレス氏は、「当社は、快適なサービス、快適な設置、快適な立ち上がりが可能な信頼性が得られると思われる製品との提携を試みます。それは大きな意味を持っています。カミンズと協力するのが好きなのは、電話をしてサポートが必要なとき、いつもそこにいるからです。"

シェリーによると、QuietConnect発電機はその名の下に生きています。「私たちがそれを聞いたとき、私たちは常に「発電機がある」と言うのは驚くべきことです。「電源が切れている必要があります。」と、彼女は言いました。

ハリケーンの後、サマーズはカミンズの発電機に完全な自信を持っています。シェリー氏は、食べ物の腐敗、家の涼しい状態の維持、プールポンプの稼働の心配はもうなくなったと語っています。

メイシー氏は次のように付け加えます。「ハリケーンが発生した場合、私の安心感は、私たちが我が家を守るために導入したこれらのシステムの周りにあります。発電機で有効にすることで、常に電力を供給できるようになります。"

カミンズの発電機サイズ計算フォームをご覧ください。


Summersが自分のストーリーを語る様子を聞くには、以下のビデオをご覧ください。
https://www.youtube.com/watch?v=Lv9jxX7PFGU

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カミンズ、新しいツインパック レンタル用パワーディーゼル発電機を発表

フリドリー工場の入口にあるカミンズのロゴ

Cummins Inc.(NYSE:CMI)は、新しい1MWツインパックレンタル発電機「C1000D6RE」を発表しました。これは、北米全域でさまざまな用途に競争力のあるレンタル電力ソリューションを提供しています。1919年以来、技術、信頼性、サービスの代名詞となっているカミンズ社が製造した新しいC1000D6REモデルは、ミネソタ州フリドリーで製造される予定です。

C1000D6REは、ツインパックとして、カミンズの15L、500kWの発電機2台を1つの40ft電力ユニットに統合し、後処理を完了します。これにより、C1000D6REはTier 4最終排出ガス規制に適合すると同時に、信頼性の高い高出力性能を発揮します。発電機は、他のレンタル電力ソリューションと並行して使用することができ、マスターレスの負荷需要に対応します。

C1000D6REは、ISO 8528に従って1000kWの電力定格を提供し、2 x U.S Tier 4 Final認証のQSX15カミンズエンジンを搭載しています。QSX15エンジンは、ディーゼル微粒子フィルター(DPF)を必要とせず、厳しいEPA基準を満たしており、メンテナンスのしやすさ、排出ガスの低減、パフォーマンスの向上を実現します。

新しいヘビーデューティートレーラーとヒッチ設計により、頑丈な移動式電力用途でさらに高い信頼性を実現します。この発電機のコンテナは、過酷な気象条件にも耐えることができますが、完全な防音パッケージにより、発電機の騒音レベルを最小限に抑えることができます。より速く、よりクリーンなオイル交換を実現するために、「Quick Fit」オイル排出システムオプションも用意されています。

重量は燃料69,000ポンドで、C1000D6REにはフロントエンドのスタビライザと移動式エアライドが装備されており、走行の影響を減らし、ダウンタイムの可能性を最小限に抑えます。

C1000D6REは、建設現場、非常用電力、大規模イベント、遠隔地や都市部にある産業用ビル、公益事業など、レンタル電力を必要とする幅広い大規模産業での使用に適しています。

カミンズのレンタル電力市場担当ディレクター、ジョン・ギボンズ氏は、「お客様の声に耳を傾け、お客様の要求に合わせて特別にC1000DR6REを開発しました。また、気候、場所、産業に関わらず、信頼性の高い電力ソリューションを提供し続ける発電機の生産を優先したいと考えました。この製品は、より高い信頼性、パフォーマンスの向上、柔軟性の向上を市場に提供すると信じています。"

1MWのツインパックモデルは、移動式電力を必要とする幅広い業界で使用できます。遠隔地や都市部にある建設現場、産業用ビル、公益事業会社など。リモートスタート&ストップ接点機能により、現地のメンテナンスサポートを必要とせずに、必要に応じて発電機セットのオン/オフを切り替えることができます。その結果、お客様は安定性の向上、アップタイムの向上、人件費の削減を期待でき、総所有コストを削減することができます。

継続的なパフォーマンスを保証するため、カミンズはお客様に移動式発電機のサービスとメンテナンスを提供しています。カミンズのアフターマーケット能力は、北米に200以上の現地の販売・サービス拠点のネットワークを通じて提供されています。サービス技術者、エンジニア、部品流通センターのグローバルシステムによってサポートされ、あらゆる電力要件に合わせて移動式電力ソリューションを提供した経験を持っています。

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