Emissionsfreier Antriebsstandard für Baumaschinen und Trucks

Unter dem Projektnamen „NextGen“ ist auf der Hannover Messe ein innovatives Brennstoffzellensystem für den Antrieb von Schwerlastfahrzeugen wie Trucks und Baumaschinen vorgestellt worden. Das System mit dem Seriennamen BZA375  von Cellcentric ist ab sofort  verfügbar für Tests, Validierungen und die weitere industrielle Skalierung in einem breiten Spektrum von Schwerlastanwendungen.

BZA375 zeigt, wie Brennstoffzellensysteme für die Anforderungen von Schwerlast-Lkw und weiteren Anwendungen mit vergleichbaren Anforderungen optimiert werden können. In weniger als drei Jahren wurde BZA375 durch eine Kombination aus innovativen Lösungen, kontinuierlicher Verbesserung und einem fundierten Verständnis der Kundenanforderungen entwickelt. BZA37 ist so konzipiert, dass das System in anspruchsvollen Anwendungen mit modernen Dieselmotoren konkurrieren kann.

BZA375 kann mit Dieselmotoren konkurrieren

Im Mittelpunkt der Entwicklung von BZA375 steht ein klarer Fokus auf die Optimierung der Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO) – dem entscheidenden Faktor für Kaufentscheidungen von Kunden in Heavy-Duty Anwendungen. Um dieses Ziel zu erreichen, verschiebt BZA375 die Grenzen der Brennstoffzellentechnologie. „BZA375 ist speziell auf die Anforderungen von Fernverkehrs-Lkw zugeschnitten und eignet sich hervorragend für andere Anwendungen mit vergleichbaren Anforderungen. Bei Cellcentric haben wir uns bewusst als unabhängiger Tier-1-Zulieferer positioniert und sind offen für Partnerschaften mit allen OEMs, die die Dekarbonisierung ihres Produktportfolios vorantreiben“, sagt Cellcentric-CTO Nicholas Loughlan.

„Zwei Schlüsseltechnologien werden entscheidend sein auf dem Weg zur Dekarbonisierung des Transports: batterieelektrische sowie wasserstoffbasierte Antriebe. Wir haben bereits wichtige Schritte unternommen, und das neue Brennstoffzellensystem von Cellcentric ist der nächste große Meilenstein. Aufbauend auf dem Erfolg des Vorgängers bietet es ein neues Level an Effizienz und Leistung“, sagt Karin Rådström, President & CEO von Daimler Truck.

„Mit der Markteinführung des BZA375 haben Cellcentric und seine Partner den Weg für den emissionsfreien Fernverkehr im Schwerlastsegment geebnet. Dies ist ein Meilenstein für Logistikunternehmen und die Gesellschaft insgesamt und bringt uns der Dekarbonisierung der Branche einen weiteren Schritt näher“, sagt Martin Lundstedt, Präsident und CEO der Volvo Group.

Das Single-System-Package von BZA375 ermöglicht den Übergang weg vom „Twin-System“-Ansatz, der bisher für BZA150 in der Zielanwendung für Schwerlast-Lkw angewendet wurde. Dieses Design reduziert Komplexität, erleichtert die Einbindung in bestehende Fahrzeugplattformen, die für Dieselantriebe ausgelegt sind, und ermöglicht eine kompaktere, kostengünstigere Integration für die OEM-Kunden von Cellcentric.

All diese Fortschritte wurden unter Beibehaltung des hohen Haltbarkeitsniveaus erreicht, das bereits das BZA150 auszeichnete: eine Lebensdauer von 25.000 Stunden. In einem Schwerlast-Lkw entspricht das einer Lebensdauer von 10 Jahren - vergleichbar mit modernen Dieselmotoren.

Die Prototypenfertigung von BZA375 hat bereits begonnen. Erste Prototypen durchlaufen seit Monaten strenge Leistungs- und Haltbarkeitstests und stehen nun den Kunden von Cellcentric für eigene Test- und Validierungsaktivitäten zur Verfügung. Bereits vor der Serienproduktion werden Kunden für Tests, Validierungen und erste Flottenanwendungen größere Stückzahlen ausgereifter Prototypensysteme zur Verfügung gestellt. Die Serienproduktion wird für das Ende des Jahrzehnts vorbereitet.

Vielfältige Schwerlastanwendungen: BZA375 geht über Lkw hinaus

Mit der Einführung von BZA375 präsentiert Cellcentric sein Brennstoffzellensystem nicht nur als Lösung für den Langstrecken-Fernverkehr. Obwohl das System in erster Linie für schwere Fernverkehrslastwagen konzipiert und optimiert wurde, eignet es sich auch für eine breite Palette weiterer anspruchsvoller Anwendungsfälle mit vergleichbaren Anforderungen: Reisebusse, stationäre Energieerzeugung, Schienenverkehr und Bergbau.

Die wettbewerbsfähigen Spezifikationen von BZA375 ermöglichen es Cellcentric, seine Ein-Produkt-Strategie weiter zu verfolgen, indem ein einzelnes System für dieses breite Anwendungsspektrum genutzt werden kann. Dadurch entstehen erhebliche Skaleneffekte und ein großes Potenzial für weitere Kostensenkungen in der Brennstoffzellentechnologie.

BZA375: Hintergrundinformationen zu Zielanwendungen

BZA375 ist für Schwerlastanwendungen mit vergleichbaren Betriebsanforderungen konzipiert – überall dort, wo hohe Leistung, lange Betriebszeiten und maximale Effizienz unerlässlich sind. Während der Fernverkehr der primäre Anwendungsfall ist, eignet sich das System gleichermaßen für eine breite Palette anspruchsvoller Anwendungen, darunter Reisebusse, Schienenverkehr, Bergbau und stationäre Energieerzeugung. Angesichts der fortschreitenden Entwicklung der Wasserstoffinfrastruktur ermöglicht dieser anwendungsübergreifende Ansatz die Ein-Produkt-Strategie von Cellcentric, wodurch Skaleneffekte erzielt und die Industrialisierung der Brennstoffzellentechnologie beschleunigt werden.

Schwerlast-Lkw

Im schweren Lkw-Fernverkehr spielt die Brennstoffzellentechnologie ihre ganze Stärke aus. Fahrzeugbetreiber benötigen große Reichweiten, maximale Flexibilität und minimale Ausfallzeiten – und das alles unter hohem Kostendruck. BZA375 wurde genau für diese Anforderungen entwickelt. Mit BZA375 liegt der erwartete Kraftstoffverbrauch eines voll beladenen 40-Tonnen-Lkw unter realen Fahrbedingungen bei weniger als 6 kg H₂ pro 100 Kilometer. Dies ermöglicht nachgewiesene Reichweiten von über 1.000 Kilometern, Tankzeiten, die mit denen von Diesel vergleichbar sind, und eine dauerhafte Lebensdauer von 25.000 Betriebsstunden. In Kombination mit einer deutlich verbesserten Kraftstoffeffizienz bietet dies überzeugende Gesamtbetriebskosten (TCO) für die anspruchsvollsten Transportaufgaben.

Stationäre Energieerzeugung

Stationäre Brennstoffzellen sind ein weiterer überzeugender Anwendungsfall für BZA375. Zwar übersteigen Brennstoffzellen nach Automotive-Spezifikationen in einigen Bereichen die Anforderungen im stationären Bereich, doch die erwarteten Skaleneffekte und die damit verbundenen attraktiven Preise machen die Systeme von Cellcentric dennoch zu einem sehr attraktiven Angebot für diesen Markt. Für Betreiber stationärer Brennstoffzellen wie Rechenzentren und Industrieanlagen bieten sie mindestens die gleichen Vorteile wie konventionelle Systeme.

Schienenverkehr

Im regionalen und überregionalen Schienenverkehr besteht ein großer Bedarf an der Dekarbonisierung von Antrieben. Nicht alle Strecken können wirtschaftlich oder technisch mit Oberleitungssystemen ausgestattet werden, während batterieelektrische Züge auf langen oder topografisch anspruchsvollen Strecken oder bei täglich langen Einsatzzeiten an ihre Grenzen stoßen. Brennstoffzellensysteme ergänzen bestehende Elektrifizierungslösungen dort, wo die Oberleitungsinfrastruktur oder der rein batterieelektrische Betrieb an ihre Grenzen gelangen: hohe Leistung, die Möglichkeit, mehrere Brennstoffzellensysteme zu einer leistungsstarken Antriebseinheit zu kombinieren, effizienter Wasserstoff-Verbrauch, kurze Betankungszeiten und große Reichweiten, abhängig von der Größe des Wasserstofftanks am Schienenfahrzeug.

Bergbau

Bergbaufahrzeuge und -maschinen sind im Dauerbetrieb – oft im Mehrschichtbetrieb rund um die Uhr – und erfordern daher hohe Zuverlässigkeit sowie minimale Standzeiten beim Betanken. Wie in vielen Lkw-Anwendungen im Straßengüterverkehr gilt auch hier: Nutzlast bedeutet Gewinn für den Betreiber. Dass Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge ein mit Diesel-Modellen vergleichbares Fahrzeuggewicht haben, ist daher von großem Wert. Bergwerke liegen oft weit entfernt von bewohnten Gebieten und verfügen daher selten über Hochleistungsanschlüsse an das Stromnetz. Viele Bergbauunternehmen möchten zu ESG-Zielen beitragen und erkennen, dass sie angesichts der langen Investitionszeiträume frühzeitig mit der Vorbereitung auf künftige regulatorische Anforderungen beginnen müssen. Sicherheit, Zuverlässigkeit, Service und Support über viele Jahre hinweg sind unerlässlich, und genau das kann ein etablierter Brennstoffzellenanbieter bieten.

Das Wasserstoff-Ökosystem hinter der Technologie

Der erfolgreiche Ausbau der Brennstoffzellentechnologie und damit das volle Marktpotenzial von BZA375 hängen von einem umfassenden und abgestimmten Wasserstoff-Ökosystem ab. Europa steht am Scheideweg. Ohne dringendes Handeln riskieren wir, die Chance auf den Aufbau eines sauberen, wettbewerbsfähigen Verkehrssystems zu verpassen und gegenüber globalen Wettbewerbern zurückzufallen. Wasserstoff und sein Ökosystem spielen nicht nur für die Wirtschaft Europas eine bedeutende Rolle, sondern auch für die Resilienz Europas.

Eine kombinierte Strategie aus Batterie und Wasserstoff ist der Weg zu Netto-Null-Emissionen, während gleichzeitig Wohlstand, Arbeitsplätze und strategische Autonomie gesichert werden. Sie könnte bis 2050 300–500 Milliarden Euro an Infrastrukturkosten einsparen. Der Ausbau der Wasserstoffmobilität könnte bis zu 500.000 hochqualifizierte, zukunftssichere Arbeitsplätze schaffen und Wertschöpfungsketten lokal erhalten.

Das angestrebte hohe Produktionsvolumen und das Einsatzpotenzial von BZA375 setzen zudem einen starken positiven Impuls für das Wasserstoff-Ökosystem und verdeutlichen das Potenzial, das in Wasserstoff als Energieträger steckt. BZA375 kann daher als wertvoller Beleg dafür angesehen werden, dass Wasserstoff die Rolle Europas als Technologieführer und seine Energieversorgungssicherheit positiv beeinflusst.

Um die EU-CO₂-Ziele für 2030 zu erreichen, werden in Europa etwa 2.000 Wasserstofftankstellen für schwere Lkw und Reisebusse benötigt. Der Aufbau einer Lade- und Betankungsinfrastruktur für Batterie- und Wasserstofftechnologien im erforderlichen Umfang ist schneller und kostengünstiger als eine massive Infrastrukturmodernisierung für nur eine Technologie: Zwei Infrastrukturen sind günstiger als eine.

BZA375:  Die wichtigsten Leistungsdaten  auf einen Blick

• Bis zu 375 kW konstante Nettoleistung – mehr als 500 PS – aus einem Single-System-Package
• Weniger als 500 Kilogramm Gewicht – so kann die Nutzlast auf dem Niveau gehalten werden, das Kunden von bewährter Dieseltechnologie erwarten
• 20 % weniger Kraftstoffverbrauch im Vergleich zum bisherigen cellcentric Brennstoffzellensystem BZA150, wodurch ein voll beladener 40-Tonnen-Lkw unter realen Fahrbedingungen mit weniger als 6 Kilogramm Wasserstoff pro 100 Kilometer auskommt
• 40 % weniger Abwärme bei 300 kW Nettoleistung im Vergleich zum BZA150, was deutlich kompaktere und kostengünstigere Kühlsysteme ermöglicht
• 40 % höhere Leistungsdichte im Vergleich zu BZA150, was die Integration in bestehende Fahrzeugarchitekturen weiter erleichtert, und konzipiert für den Einbau in Bauräume, die ursprünglich für konventionelle 13-Liter-Dieselmotoren entwickelt wurden
• 40 % geringere Komplexität im Vergleich zum BZA150 – dank einer deutlichen Reduzierung der Komponenten und Schnittstellen

Bild: Neuer Brennstoffzellenstandard für Schwerlastanwendungen BZA375  (Foto: Daimler Truck)