Germanii de la Liebherr au creat un nou motor V16 cu combustie pentru utilaje miniere, care nu va folosi diesel sau benzină, ci amoniac

Producătorul german Liebherr, specializat atât în macarale, cât şi în utilaje miniere de tot soiul, de la excavatoare la camioane uriaşe, a lansat în ultimii ani mai multe asemenea utilaje miniere cu tehnologii noi de propulsie, adaptate pentru munca dificilă. Liebherr a lansat şi camioane miniere electrice cu baterii, şi excavatoare electrice uriaşe, dar alimentate de la cabluri kilometrice în loc de baterii, şi camioane mari cu hidrogen şi cu pile de combustie, dar şi încărcătoare frontale care folosesc hidrogenul direct în motoarele cu ardere internă. Acum, însă, inginerii Liebherr a creat un nou motor V16 cu combustie, care nu va folosi nici diesel sau benzină, nici hidrogen, ci amoniac.

E pentru prima dată când cei de la Liebherr au creat un asemenea motor, iar ideea vine din domeniul transporturilor maritime, acolo unde amoniacul a fost desemnat drept una din cele mai viabile direcţii de dezvoltare a transportului maritim, în condiţiile în care urmează a fi impuse restricţii dure privind emisiile CO2, iar amoniacul poate fi produs 100% din energie regenerabilă, fără a genera emisii de CO2 în combustie. În industria maritimă există şi o asociaţie a amoniacului, din care fac parte cei mai mari transportatori, constructori naval şi producători de motoare. Iar în ultimii doi ani noi am vorbit de mai multe ori despre motoare cu amoniac, concepute de cei mai mari şi notorii producători de motoare navale — Wartsila, WinGD şi MAN B&W.

Foto: Motor dezoltat de MAN B&W

Un motor care să realizeze combustie pe amoniac nu e foarte diferit de unul diesel în domeniul acelor motoare uriaşe navale, diferenţa făcând-o sistemul de injecţie şi controlarea exactă a combustiei. Aceasta din urmă, mai ales pe partea de temperatură de combustie, e absolut crucială, pentru a asigura că amoniacul arde complet în cilindri şi nu se a emite amoniac nears în aer, care e un gaz otrăvitor. Însă, dacă acea combustie are loc la exact 630 grade, iar amestecul e format corect, amoniacul arde complet, şi se minimizează şi noxele. Pentru comparaţie, combustia de diesel are loc la 210 grade Celsius la motoarele mari navale, deci e o diferenţă uriaşă în controlul acestei combustii.

Foto: Motor naval cu amoniac

Iar dacă se reuşeşte combustia ideală, atunci se pot culege beneficiile folosirii amoniacului. Acesta are formula NH3, ceea ce înseamnă că nu are atom de carbon în el, iar la interacţiunea cu oxigenului de combustie nu formează CO2, ci apă, adică H2O, şi azot, adică N. Iar în aer azotul e predominant şi în formă naturală.

Amoniacul poate fi produs din energie regenerabilă, producându-se iniţial hidrogen prin hidroliza apei, folosindu-se electricitate din surse regenerabile. Apoi, cu mult mai puţină electricitate din aceleaşi surse, are loc un proces industrial numit Haber-Bosch, în care hidrogenul e amestecat cu azotul din aer. Deci, azotul emis la final în aer nu va fi decât acelaşi azot captat în timpul acestei reacţii. Beneficiul amoniacul e că poate fi păstrat în formă lichidă la doar -33 grade Celsius, spre deosebire de -253 grade la hidrogen, ceea ce-l face efectiv un mediu de stocare a energiei conţinute în hidrogen.

Inginerii Liebherr au studiat profund aceste beneficii în ultimul an şi au ajuns la concluzia că amoniacul poate fi foarte viabil nu doar în domeniul motoarelor navale mari, ci şi a utilajelor miniere mari. Acesta utilaje au tonaje mari şi un consum corespunzător de energie, iar o baterie, fie ea şi de 5-7 tone, nu va putea stoca suficientă energie pentru ca acel utilaj să poată opera acelaşi număr de ore neîntrerupt.

Hidrogenul în combustie directă poate fi viabil pe partea de operare a camionului, dar logistica aducerii acestuia în mine e mai dificilă şi păstrarea lui în stare lichidă e energofagă. Amoniacul, însă, e mult mai puţin energofag în logistica de păstrare şi transportare. Şi cu un motor corect, utilajele pot acea aceeaşi putere uriaşă necesară şi aceeaşi viabilitate în orele e muncă neîntreruptă ca şi propulsia convenţională.

Iar inginerii Liebherr au creat acum acest prim motor cu amoniac, care are rol deocamdată de prototip, dar care e gândit din start şi pentru a putea fi instalat în utilaje actuale, care folosesc transmisie diesel electrică, adică unde există un motor diesel care are un generator ataşat, care produce electricitate, iar acea electricitate alimentează motoarele de tracţiune. Exact aşa motorul cu amoniac poate avea un generator electric ataşat de el.

Germanii nu anunţă deocamdată foarte multe detalii despre noul lor motor cu amoniac, cu pretextul că acesta e un prototip la această etapă, dar din imaginile publicată se poate distinge configuraţia în formă de V, cu 8 cilindri pe fiecare parte, deci vorbim în mod clar de un V16.

Motorul are în mod clar injectoare specializate, controlate electronic, adaptate pentru pulverizarea corectă a amoniacului în cilindri.

Din ce putem distinge acum, mai există un elemente curios. Motorul pare să aibă o simetrie perfectă în zona admisiei sale, din partea superioară, iar acolo se pot vedea două turbine pe o parte, şi una simetric invers pe partea cealaltă. Asta ne duce cu gândul că noul motor ar putea avea 4 turbine pentru cei 16 cilindri, tocmai pentru a garanta o combustie perfectă a amoniacului la temperatura dorită. Şi pare să existe şi două intercoolere.

Şi, de fapt, dacă mai explorăm un pic prin ingineria Liebherr, constatăm că noul motor V16 cu amoniac e foarte similar în construcţia sa de bază cu motorul diesel D9816. Iar acel motor e unul cu 4 turbine!

Iar asta înseamnă că cilindreea are mari şanse să fie identică, iar puterea foarte apropiată. Acel motor D9816 de 16 cilindri are o cilindree de 82,7 litri şi poate dezvolta între 2.742 CP şi 4.079 CP. Deci probabil ne putem aştepta la circa 4.000 CP şi de la noul motor cu amoniac. Iar cuplul propulsorului D9816 e unul de-a dreptul uriaş, potrivit mastodonţilor minieri, ajungând la 20.563 rpm!

Aşadar, vorbim cu siguranţă de un nou motor uriaş, creat pentru a pune în mişcare coloşi, şi a o face cu zero emisii, dar fără povara unor baterii adiţionale grele. Dacă în industria maritimă amoniacul se dovedeşte a fi atât de viabil, cei de la Liebherr au toate şansele să demonstreze că şi în domeniul utilajelor miniere mari acesta poate fi la fel de potrivit.