Alternativen von heute Lösungen für morgen

2. Alternativen von heuteLösungen für morgen Ing. Wolfgang Stiefsohn Scania Österreich Ges.m.b.H Servicesupport Ausbildung / Produkttechnik

3. Transport EffizienzEntwicklungs HerausforderungenBetriebliche AspekteLangfristige StrategieZukünftige Energie Herausforderungen

4. Transport Effizienz

5. Tagesthemen Wie siehts aus mit • Zuverlässigkeit und Lebensdauer ? • Betriebskosten ? • Kraftstoffverbrauch ? • Nutzlast / Laderaum ? • Kraftstoffqualität ? • Wiederverkaufswert ? • Komfort ? • Einkaufspreis ? • Investition ? • Umweltfreundlichkeit ?

6. Baustelle Fahrer Fahrer Verteilerverkehr Diesel Diesel Fahrer Andere Andere Diesel Fahrer Andere Andere Diesel Fahrer und die Herausforderung Fernverkehr Dem Kunden niedrigste Betriebskosten ermöglichen Andere

7. Effizienzsteigerung Kraftstoffverbrauch / t km (= CO2 emissions) Motorentwicklung Rollwiderstand Luftwiderstand Erhöhte Ladekapazität 50% Fahrer Einfluß10 Prozent 1970 2000

8. Biotreibstoffe Fahrzeugverbesserungen Fahrer Effizienter Fahrzeuggebrauch 2020 Leistungsfähigerer Straßen Transport Verbrauchter Kraftstoff pro Tonne – km (= CO2 Emissions) Motorentwicklung Rollwiderstand Luftwiderstand Erhöhte Ladekapazität 50% 1970 2000

9. DreifacheLadekapazität – 25.25 m Sattelzug – 16.5 m LKW/Anhänger– 18.75 m Effizenterer Straßentransport (modulare Längen) • 40-60% zusätzliche • Ladungskapazität • 30% weniger Fahrten • - 20% Kraftstoffverbrauch pro • transportierter Tonne • 20% weniger Emissionen • Gewicht auf 8 Achsen verteilt

10. Herausforderungen bei der Entwicklung

11. Motoren Entwicklung Kraftstoffverbrauch CO2 Emissions Stickoxide NOx = NO + NO2

12. Kraftstoffverbrauch CO2 Emissionen Stickoxide Motoren Entwicklung NOx = NO + NO2

13. Kraftstoffverbrauch CO2 Emissionen Motoren Entwicklung Motorenentwicklung drückt die Kurve 0.5% pro Jahr Stickoxide NOx = NO + NO2

14. Diesel 1200 1000 800 600 400 200 0 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 Wie wird NOx reduziert Senken der Verbrennungstemperatur • Einspritzzeitpunkt • Ansauglufttemperatur • Kraftstoff – Mischungsverhältnis • AGR NOx ppm Verbrennungstemperatur [K]

15. Partikel Reduktion • Abgaspartikel • Ruß • Kohlenwasserstoff • Schmieröl • (Schwefel) • Verkehrsbedingte Partikel • Reifen • Straßenoberfläche • Bremsen • Abgase • Erhöhten Einspritzdruck • Kontrollierten Ladedruck • Brennraumdesign • Abgasnachbehandlung • Oxitationskatalysator • Partikelfilter

16. Oxikat Partikel- filter Oxikat Partikel Reduktion Partikelzusammen- setzung nach der Verbrennung Partikelzusammen- setzung nach der Reduktion • Ruß • Kohlenwasserstoff • Schmieröl • (Schwefel) Schall-dämpfer • Ruß • Kohlenwasserstoff • Schmieröl • (Schwefel) • Ruß • (Schwefel) • (Schwefel)

17. Scania´s technisches Zentrum • 1,800 Ingenieure(900 Antriebsstrang) • 40 Motorenprüfstände • 20 km Teststrecke

18. 230 270 310 1995 2000 2005 9-Liter 340 380 11-Liter 360 400 420 12-Liter 420 470 12-Liter Turbocompound 500 560 580 620 16-Liter Standardisierter Brennraum

19. EDC Urea Luft Catalyticconverter Motor Abgas NH3 + NOx → N2 + H2O Technische Lösungen Rückgeführtes und gekühltes Abgas Ansaugluft Abgas gekühlte AGR SCR * ** * Ab Gas Rückführung ** Selective Catalytic Reduction

20. Abgas - Nachbehandlung Neue Technologiefür automotive Anwendung Abhängig von extra Tank und Füllung Infrastruktur zum Tanken (nicht flächendeckend) Ureapreis (Betriebskosten) beeinflußt Fahrzeugaufbau Hohe Abgastemperaturen erforderlich. Beste Anwendung z.B. Fernverkehr EDC Urea Luft Catalyticconverter Motor Abgas NH3 + NOx → N2 + H2O Technische Lösungen SCR ** Selective Catalytic Reduction

21. StadtFahrten 70 60 50 40 30 20 10 0 Fahrzeug Geschw. km/h Abgastemperatur °C 400 300 200 100 0 SCR Scania 9-Liter Stadt Bus, Euro 3

22. Effekt von SCR Kraftstoffverbrauch Euro 3 + Urea Lösung Euro 1 Euro 4 NOx reduziert durch Abgasnachbehandlung Stickoxide NOx = NO + NO2

23. Schwindeln und Manipulieren • Richtungsweisende Anpassung der Emissionsrichtlinien, für Euro 4 und 5 (Feb 11 2005) • verhindert Manipulation der Emissionsniveaus z.B. keine Harnstofflösung füllen, • Befolgung gesichert durch: • System Funktionalität überprüft • NOx, im Abgassystem gemessen • Zuwiderhandlung wird 12 Monate gespeichert • Drehmoment wird min. 40 % verringert • aktiviert bei Stillstand des Fzg´s Einführung2006/2007 300 PS 1,440 Nm 500 PS 2,400 Nm

24. Neue Einsatzfaktoren mit SCR • Aufbau der Infrastruktur zur flächendeckenden Versorgung mit der Harnstoffwasserlösung • Fehlanwendung und Manipulation • Reinheit der Harnstofflösung • Garantie

25. Verbesserte Verbrennung Hochdruck Einspritzung Reduziert Partikel Effizienter Kraftstoffverbrauch Getestet und seit Jahrzehnten bewährt Nur Standard Diesel tanken Arbeitet in jedem Betriebszustand Einsatzbereit im städtischen Stop and Go - Verkehr Technische Lösung – EGR Rückgeführtes und gekühltes Abgas Ansaugluft gekühlte AGR

26. Effekt of EGR Kraftstoffverbrauch Euro 3 Euro 4 NOx durch verbesserte Verbrennung reduziert Stickoxide NOx = NO + NO2

27. Wirtschaftliche Aspekte

28. 3-4% 5-6% Urea solution Fuel Fuel Fuel Urea solution Fuelsaving3-4%(V8) Fuelsaving3-4%(V8) Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 4 Euro 5 Wirtschaftlichkeit Scania SCR Scania EGR Bewährte Technologie Urea Verfügbarkeit und Preis

29. EGR Einkaufspreis ähnlich wie SCR Nur Diesel tanken!! Wiederverkaufspreis Bewährte Technologie SCR Einkaufspreis ähnlich wie EGR Urea tanken ? ? Füllstation lokale Lieferanten eigene Tankstelle Wiederverkaufspreis Neue Technologie für die automotive Anwendung Kostenbalance– Euro 4/5 Bessere Lösungen um Euro 5 zu erreichen

30. Scania’s langfristige Motorenentwicklungs- Strategie

31. Antriebsstrang Design • Kraftstoff Flexibilität • Einfache Bedienung • Bewährte und robuste Technologie • Leistbar

32. Alle LKW- und Bus Motoren Scania EGR Scania XPI Variable Turbogeometrie Größerer Hubraum Oxikat Scania XPI Rail Injectors Fuel filters High- pressure fuel pump Low pressure fuel pump Euro 5 (2008/09) Partikel 0.02 g/kWh NOx 2.0 g/kWh

33. Annehmend Japan, USA und Europa Normen harmonieren weltweit einheitliche Testzyklen Technologien Scania XPI, EGR, VTG, SCR … Scania XPI Rail Injectors Fuel filters High- pressure fuel pump Low pressure fuel pump Euro 6 (2011/12 ?)Neuer weltweiter Standard basierend auf EPA 10 ? Particulates 0.013 g/kWh NOx 0.27 g/kWh

34. Einspritzdruck Euro 1 1200 bar Reihenpumpe Euro 2 1300 bar Reihenpumpe 1300 bar Scania PDE Euro 3 1400 bar Reihenpumpe 1500 bar Scania PDE 1700 bar Scania HPI Euro 4 1800 bar Scania PDE + EGR 1800 bar Scania PDE + SCR 2400 bar (max. v) Scania HPI + EGR Euro 5 2400 bar (immer) Scania XPI + EGR + VTG Euro 6 2400+ bar Scania XPI + EGR + SCR + VTG

35. Scania XPI Daten: Mehrere Einspritzpulse Maximaler Einspritzdruck liegt immer an Vordefinierter Druck kann angepasst werden Scania XPIextra high-pressure injection

36. Vor- einspritzung Einspritzung CA -60° TDC + 120° + 60° Vorteile von multiplen Einspritzungen Zwei Haupt- einspritzungen Nach- einspritzung

37. Homogeneous Charge Compression Ignition Einsatzbereit ~2015 Hohe Leistungsfähigkeit Magere (kalte) Verbrennung (niedrige NOx) Vormischen im Ansaugkanal reduziert die Partikel Hohe AGR Rate Schwierige Verbrennungssteuerung Lautes Verfahren Scania HCCI Image from test cell or in truck

38. HCCI Diesel 1200 1000 800 600 400 200 0 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 NOx Entstehung während der Verbrennung NOx ppm Verbrennungstemperatur K

39. Magere (kalte) Verbrennung • HCCI ist eine Möglichkeit • Mischverbrennung hat ein hohes Potential niedrige Last – Vorgemischt– Homogene Verbrennung • AGR ist die Schlüsseltechnologie

40. Zukünftige Energie Herausforderungen

41. Öl- und Gasproduktion Erwartete Produktionsspitze 2008 Quelle: Uppsala Hydrocarbon Depletion Study Group, Oil and gas liquids 2004 Scenario, Updated by Colin J. Campbell, 15 May 2004

42. Vorschau für Nfzg Kraftstoffe gemäß EU Vorgaben 6% 20% EU Ziele für alternative Kraftstoffe

43. Primärenergie Energieträger Energieumwandlung

44. Atom- kraftwerk Elektrizität Wasser- stoff Alkohol Primärenergie Künftige Kraftstoffe und Energiequellen Öl Erdgas Kohle Biomasse(Müll) Sonne Wasser Wind Diesel Syntheticgas RME Fischer- Tropsch DME Benzin Methan LPG Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology

45. Atom- kraftwerk Elektrizität Wasser- stoff Alkohol Künftige Kraftstoffe und Energiequellen Öl Erdgas Kohle Biomasse(Müll) Sonne Wasser Wind Diesel Syntheticgas RME Fischer- Tropsch DME Benzin Methan LPG Energieträger Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology

46. Atom- kraftwerk Elektizität Wasser- stoff Alkohol Künftige Kraftstoffe und Energiequellen Öl Erdgas Kohle Biomasse(Müll) Sonne Wasser Wind Diesel Syntheticgas RME Fischer- Tropsch DME Benzin Methan LPG Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology

47. Ethanol

48. Gas

49. Robuste Hybrid Technologie Große LKW / Bus Motoren Ultrakondensator als Energiespeicher Standard Fahrgestelle / Komponenten

50. Zukünftige Kraftstoffe • Diesel • Mischen mit Biokraftstoff (RME) • Internationale Standards • Biokraftstoff (RME) • Internationale Standards • Synthetischer Diesel • Internationale Standards • Sanfter Übergang zu den alternativen Treibstoffen • Vorhandene Technologie kann verwendet werden