Hyzon und New Way erklären, warum Wasserstoff-Brennstoffzellen die Herausforderungen von Müllfahrzeugen lösen

Die Suche nach alternativen Antriebsquellen zur Reduzierung der Emissionen von Müllfahrzeugen kann für Lkw-OEMs eine besondere Herausforderung darstellen.

„Die Müllentsorgung ist ein schwieriges Umfeld“, sagte Don Ross, Vertriebschef des Müllwagenherstellers New Way Trucks und Vorstandsvorsitzender der National Waste & Recycling Association. „Es ist eine Umgebung mit hohen Umschlagzeiten. Sie ist aus vielen verschiedenen Gründen kohlenstoffintensiv.“

Aufgrund der strengeren Emissionsvorschriften sind viele in der Branche auf komprimiertes Erdgas (CNG) umgestiegen.

„Die Industrie bevorzugt komprimiertes Erdgas aus mehreren Gründen“, sagte Ross. „Erstens ist es eine heimische Kraftstoffquelle. Außerdem ist der Betrieb leise.“ Er fügte hinzu, dass CNG zudem die mit Dieselkraftstoff einhergehenden Preisschwankungen vermeide.

Null Emissionen erforderlich

Allerdings handelt es sich bei CNG nicht um einen emissionsfreien Kraftstoff. Dies wird aufgrund der schärferen Emissionsvorschriften zunehmend zu einem Problem.

Ein Müllabfuhrfahrzeug (RCV) von New Way im Einsatz in North Port, Florida (Foto: Alamy)

„In Kalifornien und anderen Bundesstaaten werden noch strengere Emissionsvorschriften eingeführt“, sagte Ross. „Das California Air Resources Board strebt ein Null-Emissions-Ziel an, für das CNG leider nicht infrage kommt. Deshalb denke ich, dass es einen Wechsel zur nächsten Technologie gab: dem batterieelektrischen Antrieb (BE). Batterieelektrische Antriebe bringen jedoch einige Kompromisse mit sich.“

Er sagte, einige dieser Kompromisse bestünden darin, die Batterien aufzuladen und das Gewicht beim Transport zu tragen. Die Kunden von New Way wollten so viel wie möglich transportieren, um so produktiv wie möglich zu sein, sagte Ross.

„Die Nutzlastvorschriften des US-Verkehrsministeriums (DOT) und die Menge, die in diesen Rahmen passt, sind entscheidend“, sagte er. „Sie sind sehr gewichtsempfindlich, und es gibt nicht viele alternative Kraftstoffquellen, die diesen hohen Leistungsbedarf decken können.“

Anfang Februar 2023 gaben New Way und der Entwickler von Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie Hyzon Motors eine gemeinsame Entwicklungsvereinbarung (JDA) zur Entwicklung eines wasserstoffbetriebenen Müllfahrzeugs für den nordamerikanischen Markt bekannt. Die Unternehmen erklärten, dass Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) die Herausforderungen der Branche meistern werden.

Leichtere elektrische Energie

Pat Griffin, Präsident von Hyzon North America, sagte, dass FCEVs beispielsweise Gewichtsvorteile gegenüber batterieelektrischen Müllfahrzeugen bieten.

„Bei einem batteriebetriebenen Elektrofahrzeug (BEV) muss man viel Batteriespeicherkapazität mitführen, da alle Zusatzgeräte im Verdichter mit Strom versorgt werden müssen, die Strecke zurückgelegt werden muss und genügend Energie für die Heimfahrt vorhanden ist“, sagte er. „Das sind typischerweise über 300 Kilowattstunden, teilweise bis zu fast 400 Kilowattstunden. Bei einem Brennstoffzellenfahrzeug hingegen haben wir 55 Kilowattstunden Batteriespeicher mitgeführt, da wir Strom produzieren.“

Er fügte hinzu, dass die Reduzierung der Batteriekapazität zu einer Gewichtsreduzierung von bis zu 3600 kg im Vergleich zu einem Elektrofahrzeug führe. Ross sagte, Müllabfuhrunternehmen würden dies als 3600 kg-Einbuße bei einem Elektrofahrzeug ansehen, da sie diese Menge dann nicht transportieren könnten.

„Unsere Kunden transportieren ihren Müll tonnenweise“, sagte Ross. „Sie berechnen pro Tonne. Sie entsorgen tonnenweise.“

Griffin sagte, dass insbesondere die Brennstoffzellentechnologie von Hyzon Gewichts- und Platzvorteile gegenüber anderen Ansätzen bietet.

„Unser Vorteil ist die Single-Stack-Brennstoffzelle“, sagte er. „Vergleichsweise handelt es sich um einen einzelnen Motor im Gegensatz zu mehreren zusammengeschalteten Brennstoffzellen, was bisher bei dieser Leistung die einzige Möglichkeit war. Dadurch können wir das Volumen um 30 Prozent reduzieren, was eine verbesserte Verpackung bedeutet, die Herstellungskosten um 25 Prozent senken und das Gesamtgewicht um 30 Prozent reduzieren.“

Griffin fügte hinzu, dass die Single-Stack-Brennstoffzelle auch die Kraftstoffeffizienz verbessere, „was bedeutet, dass ich auf einer Strecke weiter komme, mehr Müll einsammeln kann und in diesem Marktsegment keinerlei Reichweitenangst habe.“

Ross sagte, dass die Größen- und Gewichtsprobleme der BE-Technologie auch die Arten von Sammelfahrzeugen einschränkten, auf die sie angewendet werden könne.

„Ihre Standard-Müllabfuhren für das gesamte Spektrum der Dienstleistungen, die unsere Branche anbietet“, sagte er, „ob es sich um die Abholung kleiner Mülltonnen, die Abholung in Privathaushalten oder den Transport von Umladestationen handelt – im Grunde genommen können alle Geräte, die wir heute verwenden, an die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie angepasst werden, und zwar zum jetzigen Zeitpunkt ohne jegliche Einschränkung.“

Leiserer Betrieb

Ein weiterer Vorteil, den Ross und Griffin bei einem Müllwagen mit Brennstoffzellenantrieb festgestellt haben, betrifft die Lärmentwicklung.

„Wir haben viel Zeit vor Gremien und Kommissionen verbracht, um über Lärmschutz zu sprechen“, sagte Ross. „Diese Technologie wird viele dieser Probleme lösen.“

Griffin fügte hinzu: „Ähnlich wie bei einem batteriebetriebenen Elektroauto hört man auf der Straße das Reifengeräusch. Das ist also die deutliche Reduzierung der Emissionen und der Dezibelwerte bei FCEVs.“

Ross fügte hinzu, dass die Lärmreduzierung, insbesondere im Zusammenhang mit einigen BE-Müllfahrzeugen, die New Way in der Vergangenheit eingesetzt hat, zu einer ungewöhnlichen Anfrage einiger Kunden geführt hat.

„Einige Kunden haben uns gefragt: ‚Gibt es eine Art Geräuschgenerator, den man an diesen Müllwagen anbringen kann?‘ Erstens aus Sicherheitsgründen, damit sie es hören“, sagte er. „Aber zweitens stellen die Leute ihren Müll erst raus, wenn sie das Müllauto die Straße entlangkommen hören.“

Hyzon und New Way entwickeln Müllwagen mit Brennstoffzellenantrieb Gemeinsame Entwicklungsvereinbarung zur Einführung von Brennstoffzellen-Elektro-LKWs in Nordamerika