Un camion minier din Australia a fost echipat cu propulsie cu hidrogen de Liebherr, urmând ca toate camioanele de la aceeaşi mină să fie convertite similar până în 2030

Compania germană Liebherr anunţă că a produs şi livrat primul camion minier de serie cu propulsie pe bază de hidrogen şi pile de combustie unei mine din Australia, ce aparţine companiei Fortescue, iar parametrii camionului sunt deosebit de interesanţi. Însă, dacă de obicei un asemenea camion ar fi în primul rând meritul inginerilor de la compania care a produs camionul, în acest caz iniţiativa şi cea mai mare parte a meritelor le aparţine inginerilor australieni de la Fortescue, care i-au determinat pe germani să modifice un camion care fusese proiectat drept unul diesel-electric din start.

Foto: Noul camion propulsat pe bază de hidrogen Liebherr

Liebherr e unul din cei mai respectaţi şi experimentaţi producători de macarale, utilaje mari specializate şi camioane miniere, dar în direcţia propulsiei de hidrogen nu e tocmai o companie pionier. În industria acestor camioane se tot testează ideea acestui tip de propulsie în ultimii ani, atât prin echiparea camioanelor noi fabricate, cât şi modificarea celor vechi. În 2022, spre exemplu, scriam despre primul camion minier cu asemenea sistem de propulsie elaborat de compania Anglo American, care urma să fie replicat în următori ani pe sute de camioane.

Foto: Camionul cu hidrogen al Anglo American

În decembrie 2023, scriam despre un alt camion minier cu hidrogen, elaborat de producătorul Komatsu, împreună cu cei de la GM, care furnizaseră pilele de combustie.

Foto: Camionul cu hidrogen dezvoltat de Komatsu şi GM

Acum, a venit şi rândul celor de la Liebherr să producă şi să livreze un prim asemenea camion şi, aşa cum spuneam, totul a fost făcut la iniţiativa companiei australiene miniere Fortescue, o companie care şi-a luat angajamente ambiţioase de decarbonizare şi care e una din cele mai inovative din lume în a aplica tot soiul de soluţii inteligente de propulsie. Tot Fortescue a creat trenul electric care nu încarcă niciodată, pentru că înaintează încărcat în pantă, coborând şi regenerând energie până la un port maritim, apoi urcă descărcat înapoi şi consumă mai puţină electricitate. Şi tot Fortescue i-a motivat pe cei de la Liebherr să creeze excavatoare pur electrice, pe care să le alimenteze fie prin fire electrice foarte lungi, fie prin energia de la o instalaţie de pile de combustie de alături, plasată în câmp şi cu cablul de la excavator conectată la ea.

Ei bine, pentru noul camion cei de la Liebherr şi Fortesque au decis să e mai logic ca instalaţia de producţie a electricităţii pe baza hidrogenului să fie la bordul camionului, parte din sistemul de propulsie. La bază, acest camion a fost un Liebherr T264, care e propulsat şi în forma sa obişnuită de două electromotoare uriaşe montate pe axul spate, fiecare din ele fiind responsabil de două roţi din dreapta şi, respectiv, stânga. Puterea lor cumulată maximă se apropie de 2.700 CP, iar electricitatea e produsă în mod normal de un propulsor diesel de putere similară, V16 sau V12, în funcţie de alegere.

Foto: Configuraţia sistemului de propulsie standard de pe un camion diesel-electric Liebherr T264

Acum inginerii au decis ca în loc de motorul diesel să fie instalată o instalaţie cu pile de combustie, care să transforme chimic hidrogenul în electricitate şi apă, dar şi o baterie care să stocheze electricitatea pentru eventuale variaţii de solicitare în propulsie. Totul funcţionează, deci, pe un principiul cât se poate de obişnuit, doar că aici pilele de combustie sunt mult mai puţin puternice decât puterea motorului, iar bateriile mai mari, cei de la Fortescue considerând că vor avea mai multă regenerare şi va fi nevoie de mai puţină propulsie la putere maximă a electromotoarelor.

Astfel, pilele de combustie pod produce doar 500 kW putere electrică, deşi motoarele pot avea nevoie în timp real de până la 2.000 kW împreună. Diferenţa va fi asigurată de putere înaltă de descărcare, care are şi o capacitate de stocare de 1,6 MWh. Ea poate furniza şi o putere de până la 1,6 MW, iar pe perioade scurte şi mai mult, ceea ce asigură cumularea de putere electrică necesară. Şi e curios că bateria a fost dezvoltată pe intern nu de Liebherr, ci de o divizie a grupului Fortescue.

Camionul minier cu hidrogen are un rezervor de 380 kg, ceea ce, presupunând că un asemenea camion nu operează 24 ore la solicitare maximă, dar mai are şi urcări şi coborâri, ar trebui să-i fie suficient pentru trei ture complete ce însumează împreună 24 ore de muncă sau chiar un pic mai mult în condiţiile reliefului acestei mine.

Aici, am putea să ne întrebăm două lucruri esenţiale, dar cu răspunsuri foarte curioase — de ce în ultimii doi camioanele miniere cu hidrogen n-au luat o amploare mai mare şi de ce mina australiană a ales tocmai hidrogenul, dacă ea are şi excavatoare electrice în operare şi experienţa cu trenurile electrice?

Ei bine, la prima întrebare, a amplorii camioanelor miniere cu hidrogen, răspunsul e acelaşi ca şi în cazul maşinilor — costul tot mai mare al hidrogenului verde livrat şi dificultăţile în asigurarea disponibilităţii lui în propulsarea camioanelor. Iar întrucât minele sunt de obicei locuri izolate, transportarea cisternelor cu hidrogen până la ele ar însemna oricum un impact destul de mare de CO2, mai ales că şi cantităţile de hidrogen necesare acestor camioane mari sunt la fel de uriaşe, ceea ce înseamnă că o cisternă de camion n-ar ajunge pentru foarte multe camioane, care să opereze foarte mult timp. Mai exact, cisternele care transportă hidrogenul în formă lichefiat, la -253 grade Celsius, cu un consum mare de energie pentru a păstra această temperatură, pot stoca 70,8 kg per metru cub, iar într-o întreagă cisternă de 50 m3 pot încăpea până la 3.500 kg. Dacă cisterna e una care transportă hidrogenul în formă gazoasă, în ea încap de obicei până la 340 kg de hidrogen! Asta înseamnă că, dacă cisterna aduce hidrogenul în formă gazoasă, o întreagă cisternă ar fi insuficientă pentru un asemenea camion minier! Dacă aduce în formă lichidă, atunci o cisternă ar fi suficientă pentru 9 camioane şi un pic pentru 24 ore.

Ei bine, cum de încap 380 kg de hidrogen, atunci, pe acest camion Liebherr din Australia, dacă acesta n-are undeva anexată o cisternă de hidrogen deasupra lui? Răspunsul e curios, pentru că acest camion stochează hidrogenul lichid, la -253 grade Celsius, cheltuind constant o parte de energie pentru a păstra aceste temperaturi criogenice, chiar dacă rezervorul e izolat termic.

Şi acum, marea întrebare e cum de a decis această mină din Australia să aleagă o cale atât de complicată e hidrogenului, iar pe deasupra şi stocat lichid? Răspunsul e în faptul că Fortescue îşi produce singură hidrogenul. Şi nu doar atât, dar Fortescue deţine şi cea mai mare fabrică de instalaţii de electroliză pentru producţia de hidrogen în lume, situată în Gladstone.

Foto: Fabrica de instalaţii de electroliză Gladstone a celor d ela Fortescue

Deci, deşi o companie minieră în primul rând, Fortescue a ajuns să-şi diversifice atât de mult activităţile încât a ajuns să opereze cele mai mari fabrici în domeniul instalaţiilor de hidrogen din lume şi să devină unul din cei mai mari jucători mondiali în hidrogenul verde. Acum o lună scriam că tot Fortescue, împreună cu compania marocană OCP Group, va construit cel mai mare hub din lume de hidrogen verde, amoniac şi fertilizatori agricoli în Maroc.

Deci, odată ce compania e un jucător atât de mare în domeniul hidrogenului, e clar de ce a luat decizia că toate camioanele sale miniere vor opera cu hidrogen până în 2030, iar Liebherr a anunţat deja că va modifica şi camioanele diesel T264 livrate recent aceleaşi mine, pentru ca până în 2030 toate să opereze cu hidrogen în Australia.