Elektro-Wasserstoff-Hybridantriebe

Smart-City mit Elektro-Wasserstoff-Hybridantriebe und Sensorik

Durch den gezielten Einsatz von Sensorik will Faun zur Realisierung von Smart-City-Lösungen in den Bereichen Entsorgung und Stadtreinigung beitragen.

Leise & Sauber in die Zukunft der Entsorgung!

Faun entwickelt Elektro-Wasserstoff-Hybridantriebe für Abfallsammelfahrzeuge. Der Entsorgungsfahrzeugshersteller Faun hat 2018 die Branche mit der Weltpremiere neuentwickelter 'Bluepower' Elektro- Wasserstoffbrennzellen-betriebenen Abfallsammelfahrzeugen für Aufsehen gesorgt.

Erste Fahrzeuge sollen ab 2020 im Regelbetrieb leise in deutschen Städten ihren Dienst verrichten. Das weltweit agierende Unternehmen ist nach eigener Aussage derzeit der einzige Anbieter dieser Antriebstechnologie und ein Marktführer im Bereich Abfallentsorgung und Kehrfahrzeuge in Europa.

Wie Faun diese Ausgangslage nutzen will, um einen Teil zur Emissionsreduzierung beizutragen, darüber sprach Burkard Oppmann, Geschäftsführer und Leiter Vertrieb Deutschland, Faun Services mit RFID im Blick. Durch den gezielten Einsatz von Sensorik will Faun darüber hinaus zur Realisierung von Smart-City-Lösungen in den Bereichen Entsorgung und Stadtreinigung beitragen.

Anja Van Bocxlaer
Anja Van Bocxlaer
Chefredakteurin
Lüneburg bei Hamburg, Deutschland
Jan Phillip Denkers
Jan Phillip Denkers
Stellvertretender Chefredakteur
Lüneburg, Deutschland

Antrieb mit Wasserstoffbrennstoffzellen

Ab 2020 werden erste Faun Abfallsammelfahrzeuge mit Elektro-Wasserstoff-Brennstoffzellen in deutschen Städten zu sehen sein. Wasserstoff verbrennt emissionsfrei und ist deswegen einer der wichtigsten alternativen Treibstoffe der Zukunft. Ihn als Treibstoff im Bereich Müllbeseitigung einzusetzen ist besonders sinnvoll, denn er kann per Elektrolyse in Müllverbrennungsanlagen erzeugt werden.

Dass das Wasserstofftankstellennetz so dünn ist, ist deswegen kein Hinderungsgrund in der Anschaffung, so Burkard Oppmann, Geschäftsführer und Leiter Vertrieb Deutschland, Faun Services:

„Der größte Teil der Kunden, die sich ein solches Fahrzeug anschaffen oder anschaffen werden, haben die Absicht, eine eigene Produktion von Wasserstoff zu gewährleisten. Die Kosten pro Liter sind dabei in etwa vergleichbar mit einem Liter Diesel.“

Abfallsammelfahrzeuge mit Bluepower

Faun ist zwar hauptsächlich für Entsorgungsaufbauten auf Lkw-Karosserien bekannt, hat aber bereits seit den früheren 2000er Jahren erfolgreich alternative Antriebe erprobt und eingesetzt. Bei der Berliner Stadtreinigung (BSR) war in einem Pilotprojekt zwischen 2011 und 2013 ein Abfallsammelfahrzeug mit Diesel-Wasserstoff- Antrieb im Einsatz.

'Bluepower' ist die Weiterentwicklung davon. Zwei Prototypen, ein Abfallsammler und ein Kehrfahrzeug, wurden 2018 erstmals auf der IFAT in München vorgestellt und mit dem 1. Platz beim VAK-Innovationspreis ausgezeichnet.

Der Entwicklungspartner Daimler-Benz liefert das Gestell des Lkw-Typs Econic ohne Motor, ohne Getriebe, ohne Antriebsstrang. In einem modularen System wird der Elektromotor eingebaut und, je nach Wunsch des Kunden, um bis zu drei Brennstoffzellen ergänzt.

Die Elektrobatterien haben eine Leistung von 85 Kilowattstunden und bestehen aus 48 Modulen zu je 20 Kilo. Zu den insgesamt 960 Kilo Batterien werden dann zusätzlich Brennstoffzellen mit einer Leistung von 30, 60 oder 90 Kilowattstunden eingesetzt. Sechs oder acht Tanks werden dafür benötigt, die jeweils ein Fassungsvermögen von vier Kilogramm Wasserstoff besitzen.

Die Kombination von Batterie und Brennstoffzelle dient der Reichweitensteigerung. Ein Bluepower-betriebenes Abfallsammelfahrzeug besitzt so eine maximale Reichweite von bis zu 650 Kilometer. Getankt werden müsste alle zwei bis zweieinhalb Tage.

Kosten individuell auf den Nutzen zugeschnitten

Die Aufbauten, Batterien und Wasserstofftanks erreichen dasselbe Gewicht wie ein mit konventionellem Motor ausgerüstetes Abfallsammelfahrzeug, so dass die Nutzlast genauso groß ist wie die von anderen Faun- Abfallsammlern.

„Genutzt werden soll die neue Generation von Abfallsammlern von Kommunen, die sich eine saubere Technologie wünschen, die ihre konkreten Bedarfe erfüllt. Das wird gewährleistet, indem zuvor Datensammlerfahrzeuge das jeweilige Sammelrevier abfahren und die benötigte Reichweite eines Abfallsammlers und Auslastung der Behälter ermittelt. Die Ausstattung des benötigten Fahrzeugs wird dann für den konkreten Fall ermittelt und das Fahrzeug dementsprechend mal mit mehr, mal mit weniger Brennstoffzellen ausgerüstet. Die Anschaffungskosten eines Bluepower- Abfallsammelfahrzeugs für Abnehmer ist daher variabel, wird aber 3,5-mal so hoch sein wie der eines klassischen Abfallsammelfahrzeugs“, erklärt Burkard Oppmann.

Bei fortschreitender Entwicklung des Wasserstoffantriebs ist in der Zukunft mit einer günstigen Preisentwicklung zu rechnen, ist sich Faun Services der Geschäftsführer sicher.

100-prozentig emissionsfrei

Die Bluepower-Technologie von Faun ermöglicht, so der Hersteller, einen zu 100 Prozent elektrischen und absolut emissionsfreien Antrieb. Die Geräuschentwicklung ist marginal. Hat sich ein Bluepower-betriebenes Fahrzeug per Batterieantrieb in Bewegung gesetzt, übernehmen die Brennstoffzellen.

Mit Energie aus Wasserstoff wird nicht nur der Hauptantrieb, sondern bei Kehrfahrzeugen auch den Antrieb von Bürsten und Saugern versorgt. Die beim Bremsen erzeugte Energie wird in die wieder eingespeist und kann bei späteren Arbeitsvorgängen abgerufen werden.

„Sobald die Bluepower-Abfallsammelfahrzeuge in den nächsten Jahren in höheren Stückzahlen produziert werden, können die ungefähr 6.000 Entsorgungsfahrzeuge, die nicht einmal die Abgasnorm Euro 6 erfüllen und derzeit deutschlandweit noch in Betrieb sind, nach und nach ersetzt werden. Für die Kommunen ergäben sich daraus eine bessere Klimabilanz und ein Gesundheitsgewinn für die Einwohner. Die Belastbarkeit der Bluepower Technologie ist dabei beeindruckend – die Brennstoffzellen sind nahezu unverwüstlich“, sagt Burkard Oppmann, Batterien hingegen werden nach acht Jahren 100-prozentigen Leistungsabrufes nachlassen.

Insgesamt rechnet das Unternehmen mit einer Lebensdauer von zehn bis 12 Jahren, was der eines konventionellen Abfallsammlers entspricht. Bestellt wurden Bluepower-Abfallsammelfahrzeuge bisher von einigen Städten. Bis Ende 2024 rechnet Faun mit einem jährlichen Output von bis zu 300 Fahrzeugen mit dieser Technologie.

Nutzen für die Stadt

Derzeit konzentrieren sich sowohl Politik als auch kommunale Geldgeber fast ausschließlich auf E-Mobilität. Das erzeugt eine Reihe von infrastrukturellen Herausforderungen auf, so Burkard Oppmann:

„ Das Stromnetz in Deutschland ist bislang nicht dafür ausgelegt, eine hohe Anzahl an kommunalen Elektrofahrzeugen aufzuladen. Um die Versorgungssicherheit mit E-Tankstellen zu gewährleisten, wäre ein hoher infrastruktureller Aufwand notwendig, allein um Stromleitungen entlang der Straßen zu verlegen.“

Es wäre laut Burkard Oppmann in jeder Hinsicht deutlich effizienter, Antriebstechnologien auf Wasserstoffbasis weiterzuentwickeln und zu fördern. Einige Förderprogramme bestehen bereits, weitere sind in Vorbereitung.

„Jedoch zeigt sich derzeit ein Stillstand“, so Oppmann, „weil umfangreiche Fördergelder im Bereich Brennstoffzelle noch ungenutzt wieder zurückgehen, da wir und andere nicht so schnell die Technik nach vorne bringen können, um diese Fördermittel im vorgegebenen Zeitrahmen ausschöpfen zu können. Interesse für Bluepower-Antriebe und Anfragen gibt es jedoch reichlich, aus großen europäischen Städten und auch Bereichen, die nicht aus dem Abfallentsorgungssektor kommen.“

Sensorik für Smart-City-Lösungen

Vor 100 Jahren als Automobilhersteller gestartet geht Faun mit dem Tochterunternehmen Koco Solutions einen entscheidenden Schritt in Richtung Digitalisierung. Mit intelligenter Elektronik liefert Koco zuverlässige Betriebsdaten vom Abfallsammelfahrzeug.

Aufbauend auf den Daten wird auch die zu erwartende Auslastung eines Abfallsammelfahrzeugs anhand von tatsächlichen Touren, Prognosedaten sowie Füllstandsanzeigen in Sammelgefäßen berechnet und dient als Basis für die Ermittlung des Energiebedarfs. Weiter erhält die Werkstatt mit Koco Diagnosedaten von Aufbau und Lifter und kann so jederzeit online auftretende Ereignisse, Fehlercodes und fällige Wartungen ohne Abstimmungen mit dem Fahrer einsehen.

Mit der Vermeidung von Folgeschäden über beispielsweise vergessenes Nachfüllen von Schmierfett an der Zentralschmieranlage bleibt die Energieeffizienz der Abfallsammelfahrzeuge erhalten. Die Wartungen werden gleichzeitig planbarer, sodass ungeplante Ausfallzeiten der Fahrzeuge vermieden werden.

Automatisiertes Reporting mit Daten zu tatsächlich anfallenden Abfallmengen pro Raumeinheit bedeuten für die Kommunen auch, dass sie die Einsatzbereiche ihrer Entsorgungsfahrzeuge flexibler und kosteneffizienter planen können.

Rekuperatives Bremsen

Bei der Hausmüllsammlung wird ein Entsorgungsfahrzeug sehr häufig gestoppt. Dies kann in dicht besiedelten Gebieten alle paar Meter sein. Bei einem „normalen“ Bremsvorgang geht die zuvor eingesetzte Bewegungsenergie bei jedem Stopp verloren.

Bereits seit Beginn des 20. Jahrhundert gibt es Überlegungen dazu, wie man diese Energie wiedergewinnen, also rekuperieren, könnte. Bei Schienenfahrzeugen kommt rekuperatives Bremsen bereits über einen langen Zeitraum zum Einsatz. Einige Typen von Wechselspannungslokomotiven und -triebwagen leiten die Bewegungsenergie über komplexe Schaltungen wieder zum Transformator und speisen sie dann in die Fahrleitung ein.

„Bei Elektromotoren in Pkw ist der Rekuperationsvorgang vergleichbar, nur erfolgt die Speicherung hier über Akkumulatoren oder Schwungräder. So kann ein Großteil der Bremsenergie wieder zur Beschleunigung genutzt werden. Faun Abfallsammelfahrzeuge benötigen dadurch bis zu 40 Prozent weniger Energie und die Abgase sind frei von Kohlenstoffdioxid und Stickstoffoxid. Da der Elektroantrieb auch beim Bremesen der Fahrzeuge genutz werden kann, verringert sich der Feinstaubausstoß im Vergleich zu herkömmlichen Bremssystemen erheblich“, erläutert Burkard Oppmann.

Faun Umwelttechnik

Das Unternehmen Faun ist Marktführer bei Abfallsammelfahrzeugen und Kehrmaschinen in Europa. Seit 1845 entwickelt das inhabergeführte mittelständische Unternehmen optimale Entsorgungslogistikansätze für Kommunen. Der Stammsitz ist in Osterholz/Scharmbeck (Niedersachsen).

In Werken in Frankreich, der Schweiz, Großbritannien, Australien, China und der Türkei beschäftigt Faun insgesamt mehr als 1.800 Mitarbeiter mit einem Auftragsvolumen von über 400 Millionen Euro. Seit 1994 ist Faun Teil der Kirchhoff Gruppe.


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