Olav Altmann di Liebherr illustra le prossime fasi dello sviluppo degli iniettori di carburante

Prototipo di pala gommata a idrogeno di Liebherr (Foto: Liebherr)

Power Progress International: A che punto siete con gli sviluppi nelle soluzioni di iniezione del carburante per carburanti liquidi e gassosi?

Olav Altmann: "I nostri sviluppi nelle soluzioni di iniezione stanno progredendo per soddisfare i diversi requisiti dei motori a carburanti alternativi, sia gassosi che liquidi. Per i carburanti gassosi, abbiamo compiuto notevoli progressi. Abbiamo sviluppato un sistema di iniezione di idrogeno per sistemi di combustione ad accensione comandata. Il nostro iniettore LPI (a bassa pressione) per l'iniezione diretta è già integrato nel motore a idrogeno che alimenta il prototipo di pala gommata L 566 H.

Offriamo inoltre soluzioni di sistema complete che includono regolatori di pressione rail e completamente integrati, con tutte le funzioni di sicurezza necessarie e un'unità di controllo elettronico (ECU).

Considerando i combustibili liquidi, come metanolo, etanolo e ammoniaca, abbiamo sviluppato una soluzione basata sul nostro iniettore per idrogeno. Questo iniettore è adatto sia per applicazioni a doppio che a singolo carburante; può essere utilizzato in applicazioni a combustione interna monocombustibile e in motori a doppio carburante in combinazione con un sistema di iniezione convenzionale. Questa tecnologia può essere installata anche su motori diesel già esistenti, oppure può essere utilizzata su motori riprogettati. Questa flessibilità consente un'ampia gamma di tassi di sostituzione del diesel, incluso il funzionamento al 100% a diesel.

Altre caratteristiche sono una pompa elettrica autonoma che supporta imballaggi flessibili e una scatola di driver separata per l'integrazione in ambienti di sistema esistenti.

Nel caso dell'ammoniaca, abbiamo ricevuto alcune richieste riguardanti applicazioni minerarie: l'ammoniaca è un combustibile a basse emissioni di carbonio con eccellenti proprietà di stoccaggio. L'industria marittima in Asia e in Europa sta valutando il metanolo come possibile alternativa, così come i produttori di veicoli commerciali in Cina e negli Stati Uniti.

Olav Altmann, Liebherr Components

PPI: I prodotti Liebherr Components trovano impiego in diverse applicazioni. Quali sono, a suo avviso, le ultime tendenze nell'adozione di combustibili alternativi nel settore navale, della produzione di energia e delle macchine mobili?

Altmann: "Stiamo monitorando le ultime tendenze per l'integrazione di carburanti alternativi in diversi settori. Come appena accennato, il metanolo si sta affermando come un combustibile alternativo di primo piano nel settore marittimo per i motori di grandi dimensioni. Inoltre, l'ammoniaca sta guadagnando terreno, soprattutto per i motori più grandi e a bassa velocità.

Per i macchinari mobili e i veicoli commerciali, l'idrogeno sta diventando sempre più popolare. Le bassissime emissioni di CO2 lo rendono una scelta interessante per queste applicazioni. Tuttavia, anche il metanolo sta guadagnando interesse in questo settore grazie alla sua versatilità e al fatto che le infrastrutture esistenti possono supportarne l'utilizzo.

PPI: Liebherr ha recentemente lanciato un nuovo iniettore per carburanti alternativi liquidi e una pompa del carburante ad azionamento elettrico. Cosa caratterizza questi componenti e quali sono state le principali sfide nella progettazione?

Altmann: "L'iniettore presenta diversi aspetti tecnici chiave. Si tratta di un iniettore di carburante in porta in grado di funzionare fino a 30 bar (435 psi), adatto a una vasta gamma di carburanti alternativi. L'iniettore è dotato di connettori marini per tubi a doppia parete, che migliorano la sicurezza e la conformità agli standard marittimi. Ha una lunghezza dell'ugello adattabile e il design compatto consente un facile inserimento in diverse configurazioni di motore. Ogni iniettore può supportare una portata fino a circa 150 kW per cilindro, a seconda del carburante e dell'applicazione, rendendolo efficiente per i motori di grandi dimensioni.

Unità Liebherr PFI per carburanti alternativi (Foto: Liebherr)

La pompa elettrica è progettata per essere indipendente dal design del motore, operando a una pressione di 30 bar e rispettando le linee guida navali per i carburanti a basso punto di infiammabilità. Abbiamo condotto con successo test su un banco prova idraulico. La pompa è attualmente progettata per l'uso con metanolo, e i test sono già in corso. In futuro, tuttavia, la pompa elettrica verrà utilizzata anche per altri carburanti alternativi, il che supporterà un'ampia gamma di applicazioni.

Lo sviluppo ha presentato diverse sfide, come la selezione di materiali e guarnizioni adeguati per resistere alle diverse proprietà chimiche dei combustibili alternativi. Garantire durata e affidabilità in diverse condizioni operative era fondamentale.

PPI: Per quanto riguarda le applicazioni dell'idrogeno, avete resoconti sulle prestazioni della pala gommata a idrogeno Liebherr o dell'escavatore cingolato lanciato un paio di anni fa?

Altmann: "Sulla base delle ultime informazioni, possiamo affermare che la pala gommata a idrogeno è in regolare funzionamento. Le sue prestazioni sono pari a quelle di macchine diesel comparabili nella stessa fascia di dimensioni e il feedback degli operatori è stato molto positivo.

L'escavatore a idrogeno offre inoltre le stesse prestazioni complessive di un modello diesel, in termini di potenza in uscita, dinamica del motore e risposta."

PPI: Quali sono le prestazioni di queste macchine in termini di cicli di lavoro, manovrabilità e autonomia con un pieno? Esiste un confronto con i corrispondenti veicoli diesel?

Altmann: "Il sistema di stoccaggio dell'idrogeno della pala gommata è progettato per garantire che la capacità del serbatoio sia sufficiente per un intero turno di lavoro. Queste macchine alimentate a idrogeno possono essere utilizzate esattamente come le loro controparti diesel, senza modifiche significative alle normali procedure operative.

A parte il motore, la maggior parte dei componenti della trasmissione proviene dalle pale gommate Liebherr XPower."

PPI: Qual è la sua opinione sulla disponibilità di idrogeno come combustibile per i macchinari mobili? E qual è lo stato delle infrastrutture nell'UE e in altre aree?

Altmann: "Attualmente, l'infrastruttura per l'idrogeno e la disponibilità di carburante rimangono piuttosto limitate in Europa e nel mondo. Questo, unito all'assenza di una legislazione completa sulle emissioni di CO2, continua a impedire l'adozione diffusa di soluzioni di propulsione a idrogeno.

Sistema di iniezione a rotaia sviluppato da Liebherr per carburanti gassosi (Foto: Liebherr)

Fortunatamente, la disponibilità di idrogeno come combustibile per macchinari mobili è in rapida evoluzione, spinta dall'attenzione globale rivolta all'idrogeno come componente chiave della transizione energetica.

In Europa, l'UE ha elaborato un ambizioso piano per lo sviluppo di un'economia dell'idrogeno, che prevede significativi investimenti in infrastrutture e tecnologie a supporto della produzione, della distribuzione e dell'utilizzo dell'idrogeno. Questo piano mira a rendere l'idrogeno ampiamente disponibile ed economicamente sostenibile, riducendo la dipendenza da stazioni di rifornimento appositamente costruite. Analogamente, altre regioni stanno compiendo progressi sostanziali. Ad esempio, il governo indiano sta finanziando attivamente progetti sull'idrogeno, riconoscendone il potenziale in termini di maggiore sicurezza energetica e riduzione delle emissioni.

Anche i finanziamenti governativi in Cina stanno promuovendo iniziative sull'idrogeno, con particolare attenzione allo sviluppo di una filiera completa. Il Giappone sta creando una propria economia dell'idrogeno, con ingenti investimenti nella produzione e nelle infrastrutture.

Questi sforzi globali stanno contribuendo a espandere l'infrastruttura dell'idrogeno. Di conseguenza, possiamo aspettarci una maggiore accessibilità nel prossimo futuro, rendendone più pratico e diffuso l'utilizzo in macchinari e altre applicazioni.

Questa è la versione integrale dell'intervista apparsa nel numero di gennaio-marzo 2025 di Power Progress International