Daimler Truck: Entwicklungsprojekt für Wasserstoff-Verbrennungsmotor

Im Rahmen des Entwicklungsprojekts „WaVe“ zur Erforschung von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren für Spezialfahrzeuge haben Mercedes-Benz Special Trucks und die Mörtlbauer Baumaschinen Vertriebs GmbH ihre beiden Prototypen gemeinsam präsentiert. Auf dem Werksgelände von Mörtlbauer im bayerischen Fürstenzell haben der Unimog Versuchsträger und das Raupenfahrzeug ihre Funktionsfähigkeit im Fahr- und Arbeitsbetrieb unter Beweis gestellt. Die Präsentation hat zum Abschluss des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekts stattgefunden, bei dem Mercedes-Benz Special Trucks und Mörtlbauer gemeinsam mit 16 weiteren Konsortialpartnern zwei Wasserstoff-Verbrennungsmotoren entwickelt haben. Seit über einem Jahr ist das Antriebssystem für verschiedene Tests im Unimog Geräteträger bereits im Einsatz. Die Muldenkipper-Raupe wurde im Frühjahr 2024 in Betrieb genommen und hat sich seitdem ebenfalls in ersten einsatzspezifischen Versuchen bewährt.

Daimler Truck: Entwicklungsprojekt für Wasserstoff-Verbrennungsmotor

Franziska Cusumano, Head of Mercedes-Benz Special Trucks: „Die Veranstaltung mit und bei unserem Partner Mörtlbauer hat einmal mehr gezeigt, dass beide Fahrzeuge nach der nur dreijährigen Projektlaufzeit auf einem Entwicklungsstand sind, mit dem wir mehr als zufrieden sein können. Nach zahlreichen Testeinsätzen, Abgasmessungen und technischen Feinjustierungen sind wir überzeugt, dass die Wasserstoff-Verbrennung für Arbeitsmaschinen mit hohem Leistungsbedarf zum Fahren und für den Antrieb der Nebenabtriebe sinnvoll, praktikabel und sehr emissionsarm ist.“

Auf dem Werksgelände von Mörtlbauer hat der speziell umgerüstete Unimog Geräteträger U 430 die Raupe auf einem Tieflader zur Veranstaltung transportiert. Nach einer kurzen Fahrt auf eigener Kette haben die Entwickler anhand der Raupe das Tanken an einer mobilen Wasserstoff-Tankstelle gezeigt. Der Unimog hat mit der angeschlossenen Frontanbaukehrmaschine der Firma Schmidt den Geräteeinsatz demonstriert.

Bei Fahrzeugen, die für solche Arbeitseinsätze gedacht sind, ist die Herausforderung, dass während der Fahrt über einen Nebenabtrieb auch das jeweilige Gerät betrieben werden kann. Dazu braucht es in der Regel eine dauerhaft hohe Leistung. Das WaVe-Projektteam hat anhand der beiden Fahrzeug-Prototypen beispielhaft gezeigt, dass insbesondere für solche Anwendungen der Wasserstoff Verbrennungsmotor geeignet ist. Das Antriebskonzept der Wasserstoffverbrennung ermöglicht ein schadstoffarmes Fahren und Arbeiten bei gleichzeitig konstant hoher Motorleistung.

Daimler Truck: Entwicklungsprojekt für Wasserstoff-Verbrennungsmotor

Unter der Haube der Prototypenfahrzeuge

In Unimog und Raupe ist ein Medium-Duty Motor verbaut, den die Experten für den Antrieb mit Wasserstoff speziell umgerüstet haben. Dafür wurden beispielsweise angepasste Kolben, ein wasserstofffähiges Eingassystem und eine optimierte Zündanlage verwendet. Bei der Wasserstoffverbrennung im Motorraum von Unimog und Raupe entsteht Wasser, das als heißer Wasserdampf über den Auspuff entlassen wird.

Beim Unimog fassen die vier TÜV-geprüften 700-Bar-Hochdrucktanks insgesamt etwa 13 Kilogramm gasförmigen Wasserstoff. Der Motor leistet etwa 290 PS / 1000 Nm und ist damit in den Leistungs- und Drehmomentdaten vergleichbar mit einer 300 PS Dieselvariante. Der Prototyp wurde bereits mit mehreren unterschiedlichen Anbaugeräten betrieben, um Erkenntnisse aus der realen Einsatzpraxis direkt in die Entwicklung einfließen lassen zu können.

Die Muldenkipper-Raupe kommt mit ihrem Wasserstoff-Verbrennungsmotor auf ähnliche Werte: Die Motorleistung ist fast identisch, der Tank fasst 14,5 Kilogramm Wasserstoff bei 700 Bar. Der Muldeninhalt der Raupe liegt bei 16 Kubikmetern, die Nutzlast bei 30 Tonnen. Mit Planierschild und um 360 Grad drehbarem Oberwagen ist sie für den Transport von losen Schüttgütern flexibel einsetzbar.

Daimler Truck: Entwicklungsprojekt für Wasserstoff-Verbrennungsmotor

Das Entwicklungsprojekt „WaVe“

Die Entwicklung des Versuchsfahrzeugs mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor findet im Rahmen des öffentlich geförderten Projekts „WaVe“ statt. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Vorhaben wurde von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft gemeinschaftlich umgesetzt und begann im Juli 2021. Nach einem Jahr der Planung und Vorbereitungen startete Mitte 2022 die Entwicklungsarbeit an den Prototypen. Ziel des WaVe-Projekts war es, ein wasserstoffbasiertes Antriebssystem für Arbeitsmaschinen zu entwickeln und damit den konventionellen Dieselmotor zu ersetzen. Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass Fahrzeuge und Arbeitsmaschinen mit Wasserstoff-Technologie sehr ähnlich zum heutigen Dieselmotor eingesetzt werden können und nur geringfügige Anpassungen der Antriebsstrangkomponenten erforderlich sind.

Bilder: Daimler Truck AG

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Dieter Schneider
3 Monate zuvor

Wasserstoff an die Macht!

JML
Reply to  Dieter Schneider
3 Monate zuvor

Wird in der Breite nicht geschehen. Das Problem ist ist der Wirkungsgrad. Effektiv bedeutet Dekarbonisierung die Substitution von Kohlenstoff durch Elektrizität. Die Stromerzeugungskapazität wird also zum Engpass der gesamten Gesellschaft.

Ein batterieelektrisches Fahrzeug hat einen Well-to-Wheel-Wirkungsgrad von rund 66%, also gehen zwei Drittel der aufgewendeten Energie in das, was der Elektromotor eigentlich machen soll, den Vortrieb. Hierbei sind Verluste aus Strombereitstellung und Batterieladung schon enthalten (der Motor an sich hat einen Wirkungsgrad von mehr als 90%). Bei einem Verbrenner liegt der Well-to-Wheel-Wirkungsgrad im Bereich um 20%. Selbst Brennstoffzellenfahrzeuge kommen nur auf knapp 30%.

Wenn man also wirklich abseits von Spezialanwendungen wie z.B. der Luftfahrt, bei denen ein elektrischer Antrieb illusorisch ist, flächendeckend auf Wasserstoff setzen wollte, müsste man aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades der Verbrauchsanwendungen entsprechend *wesentlich* mehr Stromerzeugungs- und Leitungskapazität schaffen. Und das wäre politisch und wirtschaftlich nicht durchzusetzen.

Zuletzt editiert am 3 Monate zuvor von JML
Flo
3 Monate zuvor

Warum braucht es bei einer Wasserstoff Verbrennung eine Abgas Messung? Entsteht da nicht Wasser und Sauerstoff? Oder verbrennt da soviel Öl mit dass das Abgas quasi kontaminiert ist? Dann könnte doch eine effektivere Lösung gefunden werden als in einen Kolbenmotor…

Manu
Reply to  Flo
3 Monate zuvor

Bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehen neben Wasser(dampf) und Sauerstoff auch Stickoxide wie beim Dieselmotor, daher zählt so ein Motor auch nicht als emissionsneutral.

Thorsten Baier
Reply to  Flo
3 Monate zuvor

Natürlich verbrennt auch immer etwas an Motoröl mit, aber die größte „böse“ Emissionen sind Stickoxide, die bei der Verbrennung aus dem Luftstickstoff entstehen. D.h. also SCR-Kat mit AdBlue. Dafür ist der H2-Verbrenner günstiger und weniger sensibel als ein Brennstoffzellenaggregat.

Pano
3 Monate zuvor

Interessant, weil die Elektrifizierung von Spezialfahrzeugen langfristig wohl keine ernsthafte Option darstellt. Am Ende ist es nicht nur die Frage wo der Wasserstoff herkommt, also ob er grün, blau oder grau ist, sondern auch ein Kostenthema.
Am besten finde ich jedoch den Namen Mörtlbauer. Hat sich da wirklich keiner einen Scherz erlaubt 😉 ?
Grüße
Pano

Hightechsilber
Reply to  Pano
3 Monate zuvor

Also für und in Bayern ist ‚Mörtlbauer‘ total unspektakulär… 😉

Pano
Reply to  Hightechsilber
3 Monate zuvor

Wurde mir „Preissen“ auch schon erklärt. Nördlich des Weißwurstäquators heißen ja auch alle MüllerMeierSchmidt 😉
Grüße
Pano

PupNacke
3 Monate zuvor

Bei dem Titelbild dachte ich zuerst an ein R/C Modellauto 😀

Hightechsilber
3 Monate zuvor

Endlich!

Herr Holle
3 Monate zuvor

Verbrenner sind laut und stinken!