Überseebeobachtung|Beobachtung des Entwicklungstrends amerikanischer Lkw anhand des Super Truck Plans
Das US-Energieministerium hat kontinuierlich drei Phasen des „Super Truck“-Programms finanziert und die Zusammenarbeit zwischen China und den Vereinigten Staaten bei der Verbesserung der Energieeffizienz von Lkw hat eine lange Geschichte. Was sind angesichts der Vertiefung der Zusammenarbeit zwischen China und den Vereinigten Staaten beim Klimawandel die Kernpunkte der Zusammenarbeit zwischen China und den Vereinigten Staaten bei der Verbesserung der Energieeffizienz von Lkw vor dem Hintergrund der CO2-Neutralität?
Überblick über das „Super Truck“-Programm in den USA
Um den Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen amerikanischer Lkw zu senken, die Nutzungskosten für Endnutzer zu senken und den Vorsprung des Landes bei innovativen Lkw-Technologien zu stärken, hat das US-Energieministerium 2010 gemeinsam ein wichtiges Technologieinnovationsprogramm namens SuperTruck ins Leben gerufen. An dem Programm sind 15 Industriepartner beteiligt, darunter sechs Lkw-Hersteller, die zusammen 99 % des Marktes für Sattelzugmaschinen ausmachen.
Die erste Phase des „SuperTruck I“-Projekts von 2010 bis 2016 kostete in Zusammenarbeit 284 Millionen US-Dollar, bei einem Finanzierungsverhältnis von 1:1 zwischen Industrie und Bundesregierung.
Die zweite Phase von „SuperTruck II“ läuft von 2017 bis 2021, mit einem Budget von 160 Millionen US-Dollar und Unterstützungsmitteln, die zu gleichen Teilen zwischen Unternehmen und der Regierung aufgeteilt werden.
SuperTruck III wird von 2021 bis 2025 verfügbar sein, mit einer Gesamtfinanzierung von über 100 Millionen US-Dollar, wobei der Schwerpunkt auf emissionsfreien Schwerlast-Lkw, Elektrifizierung und Lade-/Betankungsinfrastruktur liegt.
Kernindikatoren und Ziele des Super-Truck-Projekts
SuperTruck I: Entwickelte und demonstrierte eine 50-prozentige Verbesserung der Frachteffizienz im Vergleich zum Level-8-Traktor von 2009, erreichte fast 10 Meilen pro Gallone und erhöhte die thermische Bremseffizienz des Demonstrations-Lkw auf 50 %.
SuperTruck II: Vorstellung eines LKW-Prototyps, beladen mit einem Motor mit einem thermischen Wirkungsgrad von 55 %, wodurch die Frachteffizienz der Flotte um 100 % gesteigert wird.
SuperTruck III: Präsentiert rein elektrische Lkw mit einer Reichweite von 400 Meilen, Lademöglichkeiten im Megawatt-Bereich und mehr.
Die Erfolge des Super-Truck-Projekts
Das im Rahmen des SuperTruck I-Programms entwickelte Fahrzeug ist ein 8-stufiger Kombi-Lkw (allgemein bekannt als 18-Rad-Lkw), der durch den Einsatz fortschrittlicher Technologie die Kraftstoff-, Motor- und Getriebesystemeffizienz des Sattelzuges erheblich verbessert. Als Rückgrat des inländischen Gütertransports machen 18-Rad-Lkw 70 % der gesamten Frachttonnage aus und verbrauchen jährlich etwa 28 Milliarden Gallonen Diesel, was 22 % des gesamten Transportenergieverbrauchs entspricht.
Die von Volvo, Daimler, Cummins/Peterbilt und Navistar entwickelten Prototypen haben das SuperTruck I-Ziel übertroffen. Im Vergleich zum Volvo VNL-Traktor von 2009 hat der neu entwickelte Traktor das Gewicht um 3200 Pfund, den Widerstand um 40 % und die Frachteffizienz um 88 % reduziert. Das SuperTruck II-Projekt wird verschiedene Methoden der LKW- und Anhängertechnologie nutzen, um Leistungsziele zu erreichen, wie z. B. die Verbesserung der Motoreffizienz, der Getriebesystemeffizienz, des Luftwiderstands, des Reifenrollwiderstands und des Fahrzeuggewichts
Durch die Einführung eines integrierten Systemansatzes, um sicherzustellen, dass die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs zusammenarbeiten, wird erwartet, dass die fünf SuperTruck II-Projekte die Meilen pro Gallone für Lastkraftwagen der Klasse 8 mehr als verdoppeln. Das Cummins SuperTruck II-Team hat durch Motoren, die mit Abwärmerückgewinnungsgeräten ausgestattet sind, einen thermischen Bremswirkungsgrad von 55 % erreicht. Im Vergleich zum Benchmark-Lkw im Jahr 2009 erzielte der erste Super-Lkw von Freightliner eine Verbesserung der Gesamtfrachteffizienz um über 115 % und eine Verbesserung der thermischen Effizienz der Motorbremse um über 50 %.
Freightliner-Prototyp
Hochleistungs-Lkw-Motoren mit extrem hoher thermischer Effizienz, optimiert mit wellenformoptimierten beschichteten Kolben, Turbo-Verbundtechnologie, Langhub, zwei{1}stufiger Turboaufladung, Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, Rankine-Zyklus-Abwärmerückgewinnung und anderen Technologien.
Prototyp eines Motors mit extrem hoher thermischer Effizienz
Der Grund für das Erreichen und Übertreffen des Gewichtsreduktionsziels im Hinblick auf den Leichtbau (das ursprüngliche Ziel bestand darin, das Gewicht um 40 % zu reduzieren, aber das Gewicht des Super-Trucks wurde um 45 % reduziert) ist teilweise auf die Verwendung eines Aluminiumrahmens zurückzuführen, der 900 Pfund leichter ist als das Produkt der vorherigen Generation. Trotz der Hinzufügung neuer Technologie zum Lkw konnte das Gewicht dennoch reduziert werden.
Der zukünftige SuperTruck III
Super Truck 3 wird Elektrifizierungsprojekte für mittelschwere und schwere -Lkw finanzieren. Durch zusätzliche Investitionen wird die Fahrzeugeffizienz verbessert und die Infrastruktur für Elektrofahrzeuge erweitert.
Im Jahr 2021 kündigte das US-Energieministerium (DOE) zwei Finanzierungsmöglichkeiten im Gesamtwert von über 100 Millionen US-Dollar (manche sagen über 162 Millionen US-Dollar) an, um die Effizienz von Autos, Lastwagen und Geländefahrzeugen zu verbessern und den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Diese Mittel werden zur Unterstützung der nächsten Phase des „SuperTruck“-Programms verwendet, das auf die Elektrifizierung von Güterkraftwagen und den Ausbau der Infrastruktur für Elektrofahrzeuge (EV) sowie Bemühungen zur Reduzierung der Emissionen von Straßen- und Geländefahrzeugen abzielt.
US-Energieministerin Jennifer M. Granholm erklärte, dass das Erreichen von Netto-CO2-Null-Emissionen bis 2050 eine aktive Reduzierung der größten Emissionsquelle, nämlich des Transportsektors, bedeute. Der Verkehr macht etwa 30 % des gesamten Energiebedarfs in den Vereinigten Staaten aus und ist auch die größte Quelle von Treibhausgasemissionen. Die ersten beiden Super-Truck-Programme des Energieministeriums haben dazu geführt, dass der größte Lkw-Hersteller auf dem US-amerikanischen Sattelaufliegermarkt einen enormen Sprung in der Kraftstoffeffizienz gemacht hat. Diese neue Finanzierung wird weiterhin auf dieser Grundlage aufbauen und die Elektrifizierung von Lastkraftwagen aller Größen fördern, während gleichzeitig darauf geachtet wird, die Ladedienste für Elektrofahrzeuge auszubauen und emissionsarme Fahrzeugmotoren zu entwickeln.
Zu diesem Zweck haben das Vehicle Technology Office (VTO) und das Office of Hydrogen and Fuel Cell Technology (HFTO) des Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) des US-Energieministeriums gemeinsam die SuperTruck 3-Finanzierungsankündigung (FOA) veröffentlicht, die über einen Zeitraum von vier Jahren bis zu 100 Millionen US-Dollar an Fördermitteln für die Erforschung elektrifizierter mittelschwerer und schwerer Lkw- und Frachtsystemkonzepte für höhere Effizienz und geringere Emissionen bereitstellt. Die Förderung konzentriert sich auf eine Reihe von Elektrifizierungsmethoden, wie etwa vollelektrische Plug-{4}}Hybridsysteme mit erneuerbaren Biokraftstoffen, Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologien, einschließlich Hybridstrategien wie Brennstoffzellen-Range-Extender.
Beobachtung der Entwicklungs- und Anwendungstrends amerikanischer Lkw aus dem Phase-3-Projekt „Evolution of Super Truck“.
Herkömmliche Verbrennungsmotoren konzentrieren sich mehr auf Elektrifizierung, Intelligenz und emissionsfreie Technologie. Die Kernindikatoren der ersten beiden Phasen des Super-Truck-Plans konzentrieren sich auf die effektive thermische Effizienz von Verbrennungsmotoren (Dieselmotoren), ergänzt durch technologische Innovationen in den Bereichen Leichtbau, Aerodynamik, Systemintegration usw. Die dritte Phase des Super-Truck-Plans konzentriert sich mehr auf die Forschung und Anwendung fortschrittlicher Energieantriebssysteme, nahezu emissionsfrei, Wasserstoff-Energienutzung, Elektrifizierungstechnologie, Lade-/Betankungsinfrastruktur, intelligente Fahrassistenz und andere Technologien.
Das Fundament der Zusammenarbeit zwischen China und den Vereinigten Staaten im Lkw-Bereich ist stark. Seit 2009 wurde auf Initiative der Staats- und Regierungschefs Chinas und der Vereinigten Staaten das „China US Clean Energy Joint Research Center“ gegründet. Sein Unterprojekt ist das Projekt „China US Joint Research on Key Technologies for Improving Energy Efficiency of Medium and Heavy Duty Trucks“, ein nationales Schlüsselforschungs- und Entwicklungsprogramm der China US Truck Energy Efficiency Alliance und ein Schlüsselprojekt für die zwischenstaatliche internationale wissenschaftliche und technologische Innovationskooperation. Die Gesamtfinanzierung des Projekts beträgt fast 100 Millionen Yuan. Unter der Leitung bekannter inländischer Universitäten und Branchenführer wie Weichai Power, Guangxi Yuchai und der China National Heavy Duty Truck Group decken wir die gesamte universitäre Forschungskette und industrielle Stärke der Branche ab und führen chinesisch-amerikanische Kooperationsforschung mit dem Ziel durch, technische Prototypen und Demonstrationsfahrzeuge zu entwickeln, die eine führende Rolle bei der Förderung der technologischen Entwicklung der chinesischen Lkw-Industrie und der Teilnahme am internationalen Spitzentechnologiewettbewerb spielen.
In den letzten Jahren haben die Vereinigten Staaten eine nachhaltige internationale Führungsrolle bei Technologien zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung für herkömmliche Verbrennungsmotoren in Lastkraftwagen behauptet. Gleichzeitig hat das Unternehmen weiterhin in Forschungs- und Entwicklungsfonds für Elektrifizierung, kohlenstoffarme/kohlenstofffreie Kraftstoffe, emissionsfreie Lkw und Lade-/Wasserstoff-Infrastruktur investiert. China und die Vereinigten Staaten werden auch in Zukunft weiterhin Anstrengungen in der Forschungs- und Entwicklungskooperation für Lkw in den Bereichen Elektrifizierung, Wasserstoffantrieb und Infrastruktur unternehmen.
