수소 내연 기관 및 수소 연료 전지

초록색 숲을 가로지르는 고속도로를 달리는 트럭호송.

전 세계적으로 자동차에서 온실가스 배출가스(GHG)를 제한하는 규정이 강화되고 있습니다. 이에 따라 수소 엔진과 수소 연료 전지 모두에 대한 관심이 높아지고 있습니다.

중형 및 중장비 트럭이 CO2 배출의 주요 원천인 점을 고려할 때, 운송 부문의 목적지 제로로의 여정은 두 가지 기술을 모두 특징으로 합니다.

더 많은 트럭 제조사들이 가솔린과 디젤 차량에 대한 CO2 미적용 또는 CO2 중립 대안을 개발하는 자동차 회사 대열에 합류함에 따라 수소 엔진과 연료 전지의 유사점과 차이점을 살펴보겠습니다.

 

수소 엔진과 연료 전지: 작동 방식의 유사점과 차이점?

수소 내연 엔진과 수소 연료 전지는 모두 제로 탄소 연료인 수소를 사용하여 차량에 동력을 공급할 수 있습니다.

수소 엔진은 가솔린을 엔진에 사용하는 것과 동일한 방식으로 내연기관에서 수소를 태웁니다. 수소 내연기관(수소 ICE)은 기존의 스파크 점화 엔진과 거의 동일합니다. 관심이 있으시면 수소 엔진의 작동 방식을 자세히 알아보세요.

연료 전지 수소 차량(FCEV)은 연료 전지라는 장치에서 수소에서 전기를 생산하고 전기 자동차와 마찬가지로 전기 모터에 해당 전기를 사용합니다.

 

수소 엔진 및 연료 전지: 상호 보완적인 사용 사례

수소 엔진과 수소 연료 전지는 상호 보완적인 사용 사례를 제공합니다.

내연기관은 고부하 상태에서 가장 효율적인 경향이 있습니다. 즉, 더 열심히 작동할 때 말입니다. 대조적으로 FCEV는 낮은 부하에서 가장 효율적입니다. 모빌리티 및 운송 분야에서 수소 엔진의 더 많은 사례를 읽을 수 있습니다. 중장비 트럭에서 건설에 이르기까지 다양합니다.

따라서 대부분의 시간을 끌어낼 수 있는 가장 큰 부하를 운반하는 데 대부분의 시간을 보내는 경향이 있는 대형 트럭의 경우, 내연 엔진은 일반적으로 이상적이고 효율적인 선택입니다. 다른 한편으로, 예를 들어, 부하 견인 트럭이나 콘크리트 믹서 트럭 없이 자주 운행되는 차량은 연료 전지로 더 효율적일 수 있습니다. 연료 전지 전기 자동차는 또한 매우 과도 작업 주기에서 재생 제동을 통해 에너지를 포착하여 전반적인 효율성을 개선할 수 있습니다.

수소 엔진은 또한 단독형 파워트레인 솔루션으로 작동할 수 있으며 배터리 팩 없이도 과도 응답 요구를 처리할 수 있습니다. 배터리 팩과 결합된 연료 전지도 동일한 기능을 수행할 수 있습니다.

 

수소 엔진 및 연료 전지: 배출가스의 유사점

수소 엔진과 수소 연료 전지도 비슷한 배출 프로파일을 가지고 있습니다.

실제로 FCEV는 수증기 외에 전혀 배출가스를 생산하지 않습니다. 폐쇄형 공간이나 환기가 제한적인 공간에서 운행하는 차량에게 매우 매력적인 기능입니다.

수소 엔진은 주위 공기 및 윤활유에서 0에 가까운 미량 CO2을 방출하지만 질소 산화물 또는 NOx를 생성할 수 있습니다. 따라서 실내 사용에 이상적이지 않으며 NOx 배출을 줄이기 위해 배기 후처리가 필요합니다.

 

수소 엔진 및 연료 전지: 수소 연료 고려 사항

예, 수소 엔진과 연료 전지 모두 수소 연료를 사용합니다. 하지만 이 스토리에는 더 많은 것이 있습니다.

수소 엔진은 종종 저급 수소로 작동할 수 있습니다. 이 기능은 특정 사용 사례에 적합합니다. 예를 들어, 스팀 메탄 개혁 및 탄소 포집 및 저장(CCS)을 사용하여 현장에서 수소를 생산할 수 있는 장소가 있을 수 있습니다. 이 수소는 정화 필요 없이 수소 엔진에 사용할 수 있습니다.

수소 엔진의 견고함과 불순물의 견고성은 고품질의 녹색 수소로의 전환에 시간이 걸리는 운송 산업에도 편리합니다.

 

수소 엔진 및 연료 전지: 성숙도의 변화

마지막으로, 수소 엔진과 수소 연료 전지 기술은 성숙도가 다릅니다.

내연기관은 수십 년 동안 보편적으로 사용되어 왔으며 광범위한 서비스 네트워크에서 지원됩니다. 먼지가 많은 환경에서 작동하거나 진동이 심할 수 있는 견고한 엔진은 모든 크기와 구성으로 제공됩니다.

차량 제조사와 차량 운용자의 관점에서 볼 때, 수소 엔진 드라이브 트레인으로의 전환에는 친숙한 부품과 기술이 포함됩니다. 위험 반대의 최종 사용자는 내연기관의 검증되고 신뢰할 수 있는 특성에서 편안함을 찾을 수 있습니다.

따라서 FCEV와 수소 ICE가 서로 경쟁하는 것은 사실이 아닙니다. 반대로, 하나의 개발은 둘 다 공통의 수소 생산, 운송 및 유통 인프라의 개발을 주도하기 때문에 다른 하나는 이를 지원합니다. 둘 다 또한 동일한 차량 저장 탱크를 포함합니다. 현재 목적지 제로를 향한 차량 및 운송 배기가스를 줄이는 일부인 보완 기술입니다.
 

 


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짐 네버갈

짐 네버갈

짐 네베르갈(Jim Nebergall)은 Cummins Inc.의 수소 엔진 비즈니스 일반 관리자이며 수소 연료 내연 기관의 상용화에 대한 회사의 글로벌 노력을 이끌고 있습니다. 수소 내연기관은 탈탄소화에 대한 회사의 가속화 경로에서 중요한 기술입니다.

짐은 2002년에 커민스에 입사했으며 회사 전체에서 수많은 리더십 역할을 수행했습니다. 가장 최근에는 북미 상용 엔진 비즈니스의 제품 전략 및 관리 책임자였습니다. 짐은 혁신에 열정적이며 환경을 개선하는 기술 발전에 커민스 경력을 바쳤습니다. 그는 고객 중심 혁신의 한계를 뛰어넘어 커민스를 첨단 디젤 및 천연가스에서 하이브리드 파워트레인에 이르는 다양한 포트폴리오를 관리하면서 최고의 파워트레인 공급 업체로 자리매김했습니다.

짐은 퍼듀 대학교를 졸업하고 전기 및 컴퓨터 공학 학사 학위를 받았습니다. 2007년에는 인디애나 대학교에서 경영학 석사 학위를 취득했습니다.

커민스 터보 테크놀로지스가 8세대 HolsetTM 시리즈 400 가변 용량(VGT) 터보차저 출시 준비

8세대 HE400VGT

배출가스 규정이 더욱 엄격해짐에 따라 커민스 터보 테크놀로지스(CTT)는 혁신적인 새로운 공기 처리 기술을 통해 고객이 배출가스를 줄이고 연비 경제성을 발전시키도록 돕기 위해 최선을 다하고 있습니다.

70년 동안 혁신과 신뢰성을 바탕으로 구축된 CTT와 Holset은 다양한 업계 최고의 공기 처리 기술을 도입했습니다. 2021년 CTT는 7세대 400 시리즈 가변 용량 터보차저(VGT)를 출시하여 엔진 제조사들이 미래의 배출가스 표준을 충족하고 동급 최고의 연비 경제성을 제공할 수 있도록 지원합니다. 커민스는 현재의 기술을 지속적으로 발전시키고 새로운 기술을 개발하면서 혁신이 멈추지 않습니다. 이러한 철학을 염두에 두고 CTT는 이제 8세대 HE400VGT를 소개할 준비를 하고 있습니다. 10-15L 중장비 트럭 시장에서 동급 최고의 성능, 신뢰성, 내구성을 갖도록 특별히 제작된 엔진입니다.

CTT는 최신 세대 제품을 통해 터보차저 성능을 크게 개선했습니다. 8세대 터보차저는 이전의 7세대 터보차저보다 5% 향상된 효율을 제공합니다.

HE400VGT는 엔진 다운사이징 고객을 돕는 향상된 터보차저 효율을 제공하는 것 외에도 더 나은 과도 응답, 향상된 압축기 측 오일 누출 견고성, 공급망 유연성을 위한 주요 컴포넌트에 대한 이중 소싱을 제공합니다.

Holset HE400VGT의 주요 하이라이트는 성능과 과도 응답을 강화하기 위한 새로운 베어링 시스템과 제로에 가까운 여유 공간을 포함합니다. 이러한 개선 사항은 컴프레서 스테이지의 더 엄격한 여유 공간, 터빈 스테이지의 낮은 방사형 움직임, 개선된 표면 마감 및 새로운 에어로 설계를 통해 달성됩니다.

2024년에 출시될 예정인 이 터보차저는 차세대 스마트 전기 액추에이터 및 속도 센서와 최신 칩셋을 통합하여 성능과 내구성을 향상시킵니다. 이중 소싱 전략은 최근에 업계를 악화시켰던 예기치 않은 전자 장치 부족 문제를 줄이는 데 도움이 됩니다.

성능 향상과 함께 최신 세대 터보차저는 상용 중장비 트럭에 동급 최고의 성능을 제공하고 주요 차량 주행 지점에서 연비 경제성을 향상시킵니다.

"CTT는 엔진 고객이 엄격한 배출가스 요건을 충족하고 총 소유 비용을 줄일 수 있도록 최신 HE400VGT에 흥미로운 신기술을 통합했습니다. 고객이 향후 배출가스 규제를 위한 전략을 수립함에 따라 CTT는 성능 저하 없이 고객의 엔진 개발 요구 사항을 충족하는 혁신적인 제품을 제공하기 위해 이전 터보차저 출시의 성공을 계속 구축하고 있습니다.

CTT의 제품 및 기술 혁신에 대해 더 알고 싶으신가요? 오늘 분기별 뉴스레터에 가입하세요.

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글로벌 전력 기술 리더인 커민스는 광범위한 전력 솔루션 포트폴리오를 설계, 제조, 배포 및 서비스하는 보완 비즈니스 부문의 기업입니다. 이 회사의 제품은 내연, 전기 및 하이브리드 통합 전력 솔루션 및 여과, 후처리, 터보차저, 연료 시스템, 제어 시스템, 공기 처리 시스템, 자동 변속기, 전기 발전 시스템, 마이크로그리드 제어 장치, 배터리, 전해조 및 연료 전지 제품을 포함한 구성품에 이르기까지 다양합니다.

재건 성공은 광산 작업자에게 가치가 있습니다

"Cummins 300th QSK60 MCRS Upgrade"라는 텍스트가 있는 벨트 버클

호주와 미국의 커민스 엔지니어들이 마스터 스트로크를 통해 특별 업그레이드 프로그램에 따라 QSK60 엔진을 재건하기로 선택하는 광산 회사들에게 큰 비용 절감과 환경 혜택이 제공되었습니다.

엔지니어들은 초기 세대 QSK60의 재건 가능성과 정밀 검사 시 최신 디젤 기술로 업그레이드할 수 있는 방법에 초점을 두었고, 기본 60리터 V16 설계에는 큰 변화가 없었습니다. 이는 다른 엔진 제조사들을 가로막은 업적이었습니다.

주요 기술 업그레이드는 연료 분사이며, 초기 장치 분사 시스템(HPI)은 현재 커민스의 모든 최신 세대 고마력 엔진에 탑재된 고압 모듈식 커먼레일 시스템(MCRS)으로 대체됩니다.

2700 hp 등급의 300번째 업그레이드 엔진은 최근 브리즈번의 커민스 마스터 재건 센터에서 생산 라인을 끊어 QSK60의 진화를 위한 또 다른 성공적인 단계와 모바일 광산 장비에서 전 세계적으로 가장 높은 마력의 디젤 엔진인 이유를 강조했습니다.

커민스 아시아 태평양 지역 광산 비즈니스 개발 매니저 인 그렉필드(Greg Field)는 "연료 소비 감소와 정밀 검사 시점까지의 수명 연장은 총 소유 비용을 낮추는 열쇠이며, QSK60 업그레이드 프로그램의 엔지니어링을 뒷받침하는 초기 목표였습니다" 라고 말합니다.

"혁신은 커민스의 오랜 역사의 핵심이며, 광산용 고객에게 제공할 수 있는 QSK60 재건 옵션에서 확실히 그 역할을 했습니다."

결론은 인상적입니다: 디젤 분진 배출량은 후처리 없이 실린더 내 연소 기술을 통해 최대 63% 감소합니다. 또한 오일의 그을음 부하가 적어 유지보수를 위한 플러스가 있습니다.

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.

1단계 터보차지 기능이 있는 QSK60은 MCRS로의 연료 시스템 업그레이드 외에도 세계에서 가장 엄격한 산업용 배출가스 표준인 티어 4 파이널 및 스테이지 V 배출 규정 준수를 위해 설계된 연소 기술의 다른 혁신 기능도 갖추고 있습니다.

리빌드 업그레이드 패키지는 1785-2700 hp 등급의 1단계 터보차지('Advantage'라고 함)와 2700, 2850 또는 3000 hp로 평가될 수 있는 2단계 터보차저가 있는 QSK60의 두 가지 변형에 적용할 수 있습니다.

300번째 업그레이드된 QSK60은 코마츠 930E 운송 트럭에 설치하기 위해 NSW 거네다 분지의 보가브리 석탄을 방문했습니다. 이 엔진은 호주의 석탄 및 철광석 광산에서 그 가치를 입증했습니다.

노랑 QSK60 엔진

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글로벌 전력 기술 리더인 커민스는 광범위한 전력 솔루션 포트폴리오를 설계, 제조, 배포 및 서비스하는 보완 비즈니스 부문의 기업입니다. 이 회사의 제품은 내연, 전기 및 하이브리드 통합 전력 솔루션 및 여과, 후처리, 터보차저, 연료 시스템, 제어 시스템, 공기 처리 시스템, 자동 변속기, 전기 발전 시스템, 마이크로그리드 제어 장치, 배터리, 전해조 및 연료 전지 제품을 포함한 구성품에 이르기까지 다양합니다.

가정용 대기 발전기로 허리케인 샐리를 이겨낸 플로리라 커플

커민스 가정용 대기 발전기 옆에 서 있는 가족과 개

3달. 새로운 Cummins QuietConnect™ 가정용 대기 발전기를 설치하고 첫 번째 주요 테스트인 허리케인 샐리의 도착 사이에 메이시와 셰리 서머스의 시간이 얼마 남지 않은 시점입니다.

카테고리-2 허리케인은 2020년 9월 플로리다 주 펜서콜라 지역에서 거의 12시간 동안 중단되어 110mph의 바람, 집중호우 및 주요 정전을 초래했습니다. 많은 이웃들이 폭풍이 몰아치는 동안 집이 침수될까 봐 걱정했지만 서머스는 커민스 발전기가 도움이 될 것이라는 사실을 알고 안전했습니다.

메이시는 "집에 물이 너무 많이 들어오면 물이 들어올 까봐 매우 걱정이 되었습니다. "전력이 없으면 펌프를 작동할 수 없었고, 물을 풀에서 꺼둘 수 없었습니다. 저한테는 걱정이 컸어요."

이 새로운 커민스 발전기는 폭풍이 몰아치는 동안 가정용 펌프와 3개의 섬프 펌프에 동력을 공급했고, 전원이 복구되기 전에 오일 교환을 위해 거의 90시간 동안 한 번의 브레이크로 가동했습니다.

이 성능은 전직 록히드 마틴 엔지니어인 메이시에게 놀라운 일이 아니었습니다. 2019년에 영구 적으로 집으로 이사했을 때 그는 자신의 연구 통찰력을 사용하여 폭풍을 극복하고 집에 동력을 공급하는 가장 좋은 방법을 발견했습니다. 18개월 후 그는 브랜드 평판, 빌드 품질 및 지원으로 인해 Cummins QuietConnect 가정용 대기 전력 발전기를 선택했습니다.

"브랜드는 정말 중요했습니다. 우리는 필요하다면 그곳에 있을 것이라는 것을 알고 있는 대기업의 좋은 지원 시스템을 갖고 싶었습니다. 커민스가 옳은 것이었습니다." 메이시 부회장이 말했습니다.

"대부분의 사람들이 들어본 브랜드보다 커민스를 추천합니다. 커민스는 그 신뢰성을 원하는 사람을 위한 더 강력한 솔루션입니다."

이 설치를 위해 서머스는 인근 포트 월튼 비치의 현지 커민스 딜러인 비상 대기 전력과 계약을 체결했으며, 이를 위해 발전기를 정비하고 유지 관리합니다.

비상 대기 전력용 발전기 설치를 관장하는 라울 페레즈씨는 "우리는 우리가 아는 제품과 파트너십을 맺기 위해 노력하는데, 이는 우리가 편안하게 서비스를 받을 수 있고, 편안하게 설치할 수 있고, 뒤에 서 있는 것이 편하다는 것입니다. 이는 많은 것을 의미합니다. 커민스는 커민스와 협력하는 것을 좋아합니다. 왜냐하면 우리가 전화를 걸고 지원이 필요할 때 항상 그곳에 있기 때문입니다."

셰리에 따르면 QuietConnect 발전기는 그 이름에 걸 맞는 제품입니다. "이 소리가 들리면 항상 '아, 발전기가 있습니다. 엔진 파워는 꺼져야 합니다.' 우리는 우리가 하고 있는 모든 일을 계속할 뿐입니다." 그녀는 말했다.

허리케인 이후에 서머스는 커민스 발전기에 대해 완전한 확신을 갖고 있습니다. 셰리는 더 이상 음식이 망가지는 것에 대해 걱정하지 않고 집을 시원하게 유지하고 풀 펌프를 계속 작동시킵니다.

메이시씨는 "허리케인이 오면 가정을 보호하기 위해 투입한 이러한 시스템들에 대해 마음이 평정심을 다지게 됩니다. 이제 발전기가 사용할 수 있는 일정한 전력이 공급됩니다."

커민스 발전기 크기 계산기를 방문하여 가정에 적합한 발전기를 찾아보세요.


서머스의 이야기를 들어보려면 아래 비디오를 시청하세요.
https://www.youtube.com/watch?v=Lv9jxX7PFGU

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글로벌 전력 기술 리더인 커민스는 광범위한 전력 솔루션 포트폴리오를 설계, 제조, 배포 및 서비스하는 보완 비즈니스 부문의 기업입니다. 이 회사의 제품은 내연, 전기 및 하이브리드 통합 전력 솔루션 및 여과, 후처리, 터보차저, 연료 시스템, 제어 시스템, 공기 처리 시스템, 자동 변속기, 전기 발전 시스템, 마이크로그리드 제어 장치, 배터리, 전해조 및 연료 전지 제품을 포함한 구성품에 이르기까지 다양합니다.

커민스, 새로운 트윈팩 임대 전력 디젤 발전기 출시

프리들리 공장 입구의 커민스 로고

Cummins Inc.(NYSE: CMI)는 북미 전역에서 다양한 응용 분야를 위한 경쟁력 있는 렌탈 전력 솔루션을 제공하는 새로운 1MW 트윈팩 렌탈 발전기 C1000D6RE를 출시했습니다. 1919년부터 기술, 신뢰성, 서비스 분야의 대명사인 커민스에서 제조한 이 새로운 C1000D6RE 모델은 미네소타 주 프리들리에 제작됩니다.

트윈팩인 C1000D6RE는 두 대의 커민스 15L, 500kW 발전기를 단일 40ft 동력 장치로 결합하여 후처리 기능을 갖추고 있습니다. 이를 통해 C1000D6RE는 Tier 4 최종 배출가스 규정을 충족하는 동시에 안정적이고 높은 출력 성능을 제공할 수 있습니다. 발전기는 다른 렌탈 전력 솔루션과 병렬로 사용할 수 있으며 무주택 부하 수요를 감당할 수 있습니다.

C1000D6RE는 ISO 8528에 따라 1000kW 출력 등급을 제공하며 2 x U.S Tier 4 Final 인증 QSX15 커민스 엔진으로 구동됩니다. QSX15 엔진은 정비 편의성, 배출가스 저감, 성능 향상을 제공하는 디젤 분진 필터(DPF) 필요 없이 엄격한 EPA 표준을 충족합니다.

새로운 대형 트레일러와 히치 설계가 견고한 이동식 전력 응용 분야에서 더욱 강력한 신뢰성을 보장합니다. 발전기의 컨테이너는 극한의 기상 조건을 견딜 수 있으며 완전 소음 감쇄 패키지는 발전기의 소음 수준을 최소화합니다. 더 빠르고 깨끗한 오일 교환을 위해 'Quick Fit' 오일 배출 시스템 옵션도 제공됩니다.

69,000lbs의 연료 무게를 가진 C1000D6RE는 프런트엔드 안정기와 이동식 에어 라이드를 갖추고 있어 이동 중 영향을 줄여 잠재적인 다운 타임을 최소화합니다.

C1000D6RE는 건설 현장, 비상 전력, 대규모 이벤트, 산업용 건물 및 외딴 지역이나 도시 지역에 위치한 유틸리티 등 임대 전력이 필요한 광범위한 대규모 산업에서 사용할 수 있습니다.

커민스의 렌탈 전력 시장 디렉터 존 기번스(John Gibbons)는 "고객의 목소리에 귀를 기울이고 그들의 요구를 충족시키기 위해 특별히 C1000DR6RE를 개발했습니다. 또한 기후, 위치 또는 산업과 관계없이 신뢰할 수 있는 전력 솔루션을 지속적으로 제공하는 발전기 생산을 우선화하고 싶었습니다. 커민스는 이 제품이 더 큰 신뢰성, 향상된 성능, 향상된 유연성을 시장에 제공할 것이라고 믿습니다."

1MW 트윈팩 모델은 이동식 전력이 필요한 다양한 산업에 사용할 수 있습니다. 외딴 지역이나 도시 지역에 위치한 건설 현장, 산업용 건물, 유틸리티에 이르기까지 다양합니다. 원격 시작 및 중지 접촉 기능을 통해 현지의 유지보수 지원 없이 필요에 따라 발전기를 켜고 끌 수 있습니다. 따라서 고객은 더 큰 안정성, 더 큰 가동 시간 및 낮은 인건비로 인해 총 소유 비용이 낮아질 것으로 예상할 수 있습니다.

지속적인 성능을 보장하기 위해 커민스는 고객에게 이동식 발전기 범위에 대한 서비스 및 유지보수를 제공합니다. 커민스 애프터마켓 기능은 북미 전역의 200여 지역 판매 및 서비스 지점 네트워크를 통해 제공됩니다. 모든 전력 요건에 맞는 모바일 전력 솔루션을 제공한 경험이 있는 서비스 기술자, 엔지니어 및 부품 유통 센터의 글로벌 시스템에 의해 지원됩니다.

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글로벌 전력 기술 리더인 커민스는 광범위한 전력 솔루션 포트폴리오를 설계, 제조, 배포 및 서비스하는 보완 비즈니스 부문의 기업입니다. 이 회사의 제품은 내연, 전기 및 하이브리드 통합 전력 솔루션 및 여과, 후처리, 터보차저, 연료 시스템, 제어 시스템, 공기 처리 시스템, 자동 변속기, 전기 발전 시스템, 마이크로그리드 제어 장치, 배터리, 전해조 및 연료 전지 제품을 포함한 구성품에 이르기까지 다양합니다.

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