Za volanom: mercedes-benz GLC f-cell

Za volanom

Ekolog na vodik dopolnjen z električnim kablom


Sedli smo za volan tehnično zanimivega cestnega terenca, ki mu iz izpuha teče voda, ima električni priključek, pod motornim pokrovom pa nima motorja, ampak elektrarno na vodik.

Zanimivo

Na videz povsem običajni cestni terenec GLC je priključni hibrid z gorivnimi celicami

Pogonski sklop: spredaj gorivne celice z električnim turbo polnilnikom, v sredini in ob pod sedeži zadaj visokotlačni posodi za shranjevanje vodika (H2) ter zadaj še akumulator in elektromotor ter brezstopenjski (reduktorski) prenos namesto klasičnega menjalnika se nahaja nad in ob zadnji osi.

Karoserije GLC-ja niso spreminjali, zato nekaj prostorskega davka kompleksnega hibridnega pogona plača prtljažnik. Je plitvejši, a še vedno povsem uporaben. Pod motornim pokrovm torej ni motorja, temveč sklop gorivnih celic. 

Jeklo namesto ogljika 

V gorivnih celicah novega mercedesa GLC f-cell je ob membranah po novem nameščeno okoli 400 plošč iz nerjavečega jekla. Te so cenejše od plošč iz ogljikovih vlaken. Za optimalen pretok zraka skozi gorivne celice in ustrezen delovni tlak skrbi električni turbo polnilnik z dvema vetrnicama. Kemična reakcija gorivnih celic je najbolj učinkovita pri 80-odstotni vlažnosti, temperaturi med 60 in 70 stopinj Celzija ter 2 barih tlaka.

Če na Mercedesovi tehnični delavnici v Stuttgartu sredi oktobra eden od novih mercedesov GLC f-cell ne bi bil odet v atraktivno folijo z napisom f-cell, bi avto na pogled hitro zamenjali za čisto običajen GLC. Tehnična vsebina, ki so jo inženirji postavili v karoserijo, pa ta avto v resnici že danes postavlja vsaj 20 do 30 let v prihodnost. Zakaj? Ker njegov pogon združuje dva energenta, ki bosta krojila mobilnost nove dobe - elektriko in vodik. Mercedes-benz GLC f-cell je prvi serijsko izdelan priključni hibrid, ki električni pogonski sklop združuje z gorivnimi celicami na vodik.

Električni turbinski polnilnik za gorivne celice.

Kolesa vedno poganja elektrika ...

Zakaj ta kombinacija? Najprej zaradi uporabniške izkušnje: v osnovi je to električni avto, pri katerem za energijo na daljših relacijah poskrbi vodik. Dve posodi za vodik, okrepljeni z ovojem iz ogljikovih vlaken, ki so ju namestili v dno vozila in pod zadnjo klop - ta je zato 3 cm višja -, sta na vodikovi polnilnici polni v vsega treh minutah. Zdržati morata tlak 700 barov: to je namreč po novem standardizirani delovni tlak vseh vozil na vodik in njemu bodo prilagojene tudi vse polnilnice. Pri Mercedesu poudarjajo, da so z novimi posodami in napeljavo uspeli ustaviti mikroskopsko uhajanje vodika iz posod. Pri starejših sistemi bi namreč vodik po letu dni neuporabe avta povsem ušel iz posod, nova napeljava pa ga zadrži od 6 do 8 let.

Oskrba z vodikom oziroma polnjenje posod poteka podobno hitro kot pri avtoplinu. 4,4 kg vodika (H2) v avto "steče" v treh minutah. Posebnost tovrstnih črpalk pa je visok  tlak - 700 barov.

Vodik energent za daljša potovanja: 4,4 kg za 400 km vožnje

Električni priključek je GLC dobil za mestno vožnjo - kot pri klasičnih priključnih hibridih z bencinskimi ali dizelskim motorji, a s pomembno razliko: GLC F-cell nima izpusta CO2. Avto ima tudi izpuh, a iz njega prihaja vodna para kot produkt kemične reakcije med membranami in ploščami gorivnih celic, kjer iz vodika nastaja elektrika. 20 do 30 odstotkov te pare, ki se zbira v kondenzacijskem vlažilniku, se porabi za prečiščevanje zraka kabine, del za vzdrževanje optimalne vlage v gorivnih celicah, preostanek pa izteče skozi izpuh. GLC torej za razliko od toyote mirai, prvega serijskega avta na gorivne celice, nima rezervoarja za destilirano vodo.

Novi GLC f-cell je tehnično veliko bolj napreden avtomobil od razreda B iz leta 2010, ki ga je poganjal vodik. Inženirji so precej izboljšali in pocenili tehnologijo, saj so gorivne celice v GLC-ju za 30 odstotkov manjše in za 40 odstotkov učinkovitejše. 4,4 kilograme vodika (H2) ob povprečni porabi 0,34 kg na 100 km zadostuje za okoli 400 km vožnje (merjeno še po ciklu NEDC), dodatnih 50 km pa je mogoče narediti še z elektriko, shranjeno v litij-ionskem akumulatorskem sklopu z zmogljivostjo 13,5 kWh.

Energijski tok pogona - elektrika iz gorivnih celic poganja elektromotor zadaj.


Na cesti se takšen GLC pelje uglajeno kot pravi električni avto. Hrupa je tako malo, da se sliši samo sistem toplotnega nadzora pogona. Zadnji kolesi poganja elektromotor s 155 kW in 365 Nm navora. Kljub temu, da je avto težak, se na ukaze odziva zelo zvezno in uglajeno, kilograme pa dobro skriva tudi ob pomoči odličnega zračnega vzmetenja. Nikakor pa ne pospešuje tako suvereno kot denimo dizelski priključnih hibrid, ki smo ga preizkusili. Sklop gorivnih celic pod motornim pokrovom je v primerjavi z dizelskim motorjem težji za 100 kg. GLC f-cell ni atlet, ampak uglajen ekolog.


V Nemčiji so prvi naročniki novi GLC F-cell dobili že konec oktobra. Vozniki torej ne bodo lastniki, temveč naročniki nove generacije mobilnosti. Na slovenskih cestah ga še lep čas ne bo - tudi zato, ker pri nas nimamo mreže vodikovih polnilnic - edina polnilnica v Lescah je že zastarela in ni primerna za polnjenje avtomobilov.

Zadnji kolesi poganja elektromotor s 155 kW in 365 Nm navora.

Pod črto ...

Mercedes GLC f-cell je avto za najbogatejše in ekološko najbolj razvite trge. Je dokaz, da nova doba mobilnosti ima rešitve, le poceni še niso.

Novi mercedes-benz GLC f-cell

- priključni hibrid z gorivnimi celicami
- 400 km dosega s 4,4 kg vodika
- 50 km električnega dosega
- elektromotor s 155 kW in 365 Nm
- dve posodi za vodik z delovnim tlakom 700 barov
- v Sloveniji še ni primerne vodikove polnilnice
- sklop gorivnih celic je 100 kg težji od klasičnega motorja z notranjim izgorevanjem

Električni del pogona - elektromotor in shramba električne energije. 13,7 kWh je dovolj za okoli 50 km električnega dosega.

 Čas vodika šele prihaja, najbolj napredni se že pripravljajo

V Nemčiji bodo konec meseca prvi naročniki dobili te priključne hibride z gorivnimi celicami. Vozniki torej ne bodo lastniki, temveč naročniki nove generacije mobilnosti. Tak hibrid je mogoče najeti za največ 4 leta za mesečno vsoto 800 evrov. Sklenili pa naj bi že 1000 pogodb. V Sloveniji takega avtomobila še nekaj časa ne bo, saj sploh še nimamo ustrezne črpalke.

Tista v Lescah ne stoji dolgo, a je že zastarela in za avto s tlačno napeljavo 700 barov povsem neuporabna. V Nemčiji pa bo do leta 2023 nared že 400 vodikovih črpalk, saj računajo, da bo ta energent razcvet doživel v naslednjih tridesetih letih. Državna strategija je nastala leta 2015 in obsega konzorcij H2 mobilnost šestih velikih podjetji: Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell in Total.

Nemški načrti z vodikom, kot enim izmed ključnih energentov prihodnosti, so zelo smeli. 

Kilogram vodika v Nemčiji v povprečju stane približno 12 evrov. Trenutna cena glede na porabo oziroma ceno na 100 kilometrov še ni povsem konkurenčna dizlu. Bo pa cena energenta prihodnosti, kot pri Mercedesu imenujejo vodik, s serijsko proizvodnjo avtomobilov padla. Vodik pa ima tudi veliko konkurenčno prednost pri sklenjenem krogu izdelave avtomobilov brez ogljičnega odtisa. Ne gre spregledati dejstva, da je elementarnega vodika v naravi izjemno veliko, a to še ni gorivo za vozila z gorivnimi celicami. Avto potrebuje povezano molekulo vodika H2. Pridobivanje take spojine pa tudi zahteva energijo, a to je mogoče dobiti ob pomoči obnovljivih virov: sonca, vetra in vode. Koncern Daimler je zaradi svoje strategije EQ že začel postavljati sončne elektrarne, ki bodo služile tudi za pridobivanje novih energentov. Na vprašanje kako bodo v sklenjen krog izdelave vdelali odslužene akumulatorje električnih vozil in hibridov, pa odgovarjajo, da bo to stvar pametne industrijske reciklaže v kateri bodo te surovine uporabljali v novih energetskih projektih.

V testnem obdobju so z novo generacijo gorivnih celic prevozili nič manj kot 18 milijonov testnih kilometrov po vsem svetu.

Tudi proizvodnja vodika zahteva določeno energijo. Opozoriti velja, da se za poganjanje gorivnih celic ne uporablja osnovnen elementarni vodik, ki ga je v naravi mogoče najti povsod. Treba ga je pridobiti, a k sreči se to lahko počne ob pomoči obnovljivih virov – sonca, vetra, vode. Pri Mercedesu bodo zaradi povečanih potreb po vodiku postavili sončne elektrarne in s pomočjo sonca pridobivali vodik. Še več, kot nam je na novinarski konferenci potrdil profesor Uwe Ernstberger, bo imel Mercedes v Nemčiji do leta 2020 vse tovarne brez ogljičnega odtisa. Krog vse od začetka proizvodnje do razgradnje avtomobila bo torej sklenjen. Odslužene baterije elektrificiranih modelov bodo uporabljali v novih energetskih projektih.

Jure Gregorčič

Jure Gregorčič

Novinar - urednik Motorevije

Nazaj