Die Rolle hybrider Energiesysteme bei der Dekarbonisierung

Wenn es um die Rolle der Stromerzeugung in der modernen Welt geht, gibt Ben Froland zu, ein gewisser Idealist zu sein. Der Produktmanager für Stromerzeugung bei Hatz Americas sagte, er stelle sich gerne vor, dass die Industrie gemeinsam an der Verbesserung der Welt arbeite.

„Ich möchte den Menschen Energielösungen bieten, weil die Stromerzeugung – größtenteils mit Diesel und Benzin – Länder aus dem Nichts in relative Stabilität geführt hat“, sagte Froland.

Ben Froland (Foto: Hatz Americas)

Froland soll im Oktober auf dem Power Progress Summit die Rolle von Hybridelektrosystemen – also Systemen, die Verbrennungsmotoren und Batteriestrom kombinieren – bei der Dekarbonisierung vorstellen. Er sprach mit Power Progress über seine Pläne für seinen Vortrag.

Was Dekarbonisierung bedeutet

Froland sagte, er erwarte in seiner Präsentation eine Diskussion darüber, was Dekarbonisierung eigentlich bedeute, da er glaube, dass dieses Konzept zu einem „Schlagwort“ degradiert worden sei.

„Ich glaube nicht, dass die meisten Leute überhaupt auf die Idee kommen, zu fragen, was das ist, wie die Gleichung aussieht und wie groß der Einfluss ist, den wir mit unserem Handeln wirklich haben.“

Froland wies darauf hin, dass es bei Kohlendioxid (CO2) – dem Treibhausgas (THG), das im Mittelpunkt der Dekarbonisierung steht – viele natürliche und andere Variablen gibt, die seine Produktion und seinen Verbrauch beeinflussen.

„Selbst Umweltschützer würden zugeben, dass es insgesamt etwa 55 Variablen gibt“, sagte Froland und fügte hinzu, dass die Erdatmosphäre, die Ozeane und die Landmassen alle eine Rolle spielen. Er sagte, es sei wichtig, dass diejenigen, die über die Dekarbonisierung diskutieren, diese Variabilität berücksichtigen, um bestehende Technologien wie Dieselmotoren nicht überstürzt zu verwerfen.

„Bei der letzten Emissionsrunde, zum Beispiel bei Dieselmotoren, haben wir die Stickoxide (NOx) um 90 Prozent und den Feinstaub um 90 Prozent gesenkt“, sagte Froland. „Das ist wirklich gut, und wir wollen diese Motoren als ‚schmutzige‘ Energiequelle betrachten.“

Ein Grund dafür, dass Diesel in der Stromerzeugung auch weiterhin eine Rolle spielen wird, ist laut Froland seine Energiedichte.

„Diesel ist nach wie vor das energiereichste Medium der Welt“, sagte er. „Nichts enthält pro Pfund mehr Energie als eine Gallone Diesel.“

Froland fügte hinzu: „Wenn man sich die Größe einer Batterie und das Gewicht selbst einer guten Lithiumbatterie ansieht, sind sie im Vergleich zu dieser Gallone Diesel mit der darin gespeicherten Energiemenge immer noch sehr schwer.“

Diesel sauberer machen

Der Schlüssel zur Stromerzeugung liege laut Froland darin, diese beiden Energiequellen so zusammenzuführen, dass der Dieselmotor nur bei Bedarf läuft. Dadurch wird der ohnehin saubere Dieselstrom noch sauberer, da er nicht im Dauerbetrieb läuft.

Das Hatz fiPMG-System bietet Diesel- und Batterieleistung in einer Maschine. (Foto: Hatz)

Der Vorteil dieser sauberen Dieselmotoren für die Hybridisierung liegt darin, dass man sich Maschinen ansehen und sagen kann: „Früher habe ich einfach immer einen größeren Motor laufen lassen, meist ineffizient – ich warte nur auf einen Befehl zur Arbeit. Die Vorteile der Hybride liegen darin, dass sie die gesamte Energie des Diesels in die neueren Batterien übertragen können.“

Froland verwendete Transferpumpen als Beispiel.

„Ich brauche den Dieselgenerator nicht ständig laufen zu lassen und darauf zu warten, dass er anspringt, kurz pumpt und dann wieder abschaltet“, sagte er. „Man kann einfach die Batterie entladen – und zwar so oft –, bis sie schwach genug ist. Und dann sagt er: „Okay, ich muss aufladen“, und der kleine Dieselmotor springt an und lädt die Batterie wieder auf.“

Laut Froland ist dies zudem ein besonders kraftstoffsparender Ansatz.

„Wir haben keine besonders großen Tanks an unseren kleinen Permanentmagnetgeneratoren, die wir zum Laden der Batterien verwenden, aber man kann sie immer wieder laufen lassen“, sagte er. „Ich denke, man braucht 0,08 Gallonen pro Stunde, und ich kann eine 50- bis 100-kWh-Batterie in einer Stunde aufladen und sie mit diesem kleinen Kraftstoffverbrauch einfach immer wieder verwenden.“

Die Wartung ist ein weiterer Vorteil dieses hybriden Ansatzes.

„Der Motor muss praktisch nie gewartet werden, da bei der Hybridanwendung der Motor nicht die ganze Zeit läuft und man deshalb keine Arbeitskräfte für die Wartung vor Ort braucht“, sagte er und fügte hinzu, dass es bei der intermittierenden Nutzung des Motors lange dauert, bis ein Wartungsintervall erreicht ist, wie beispielsweise das 250-Stunden-Ölwechselintervall bei den kleinen Dieselmotoren von Hatz.

„Dieser kleine Motor verursacht nur sehr geringe Emissionen und arbeitet nur, wenn es nötig ist“, sagte Froland. „Das ist der eigentliche Vorteil.“

Führungskräfte aus der Industrie verpflichten sich, beim Power Progress Summit Redebeiträge zu leisten. Die Redner werden sich mit dem Gipfelthema „Entwicklungen in der Digitalisierung und Dekarbonisierung“ befassen.

Senior VP von Caterpillar spricht über elektrifizierte Baustellen. In der Keynote des Power Progress Summit geht es darum, wie OEMs den Übergang zu elektrifizierten Baustellen erleichtern können.