Ford Trucks’ın hidrojen yolu

Ford, Ford Otosan ve Ford Trucks, alternatif enerji kaynakları ve kullanımı, bataryalar ve batarya üretim teknolojisi ile birlikte hidrojenin yakıt olarak kullanımı alanında geliştirme ve araştırmalarını sürdürüyor.  

Atılan adımlar birbirini tamamlıyor. Araç üstünde yer alan hidrojen depoları, depoya ikmal, hidrojenin yakıt hücresi veya içten yanmalı motor yanma odasına ulaştırılması gibi aşamalar bilgi ve uygulama sistemine ekleniyor. 

Çevre ve insana zararlı emisyonları azaltma ve sıfırlama isteği yeni normlar, yeni enerji kaynakları arayışı ile birleşti. Sıfır karbon, sıfır atık yolculuğu İklim  Anlaşması ile takvime bağlandı. Bu takvime ne kadar, nasıl uyulacağı, takvimin işleyip işleyemeyeceğine dair soru işaretleri varlığını koruyor. Buna rağmen taşıt üreticileri dünya çapında %7 olarak hesaplanan kirleticilik etkilerini sıfırlamak için çalışmalarını sürdürüyorlar. Ticari taşıt, özellikle ağır taşıt üreticileri bu süreçte daha fazla sorumluluk alıyor ve çaba gösteriyorlar. 

Başlangıçtan bugüne 

EPA ve Euro 1 norma ile başlayan teknik gelişme ve iyileştirmeler, Euro 7 ve sonrasında sıfır emisyon hedefi,  içten yanmalı motorların  yerlerini bataryalı veya yakıt hücreli elektrikli araçlara bırakacağı beklentisi oluşturdu. 

İlk aşamada e- mobilite için diferansiyele güç veren  elektrik motorları, tekerlek başı elektrik motorları, invertörler, güç yönetim ve geri kazanım sistemleri ve  yazılımları geliştirildi. Güç ve aktarma organları sistemlerinin gelişimine daha yavaş da olsa  batarya teknoloji ve kimyası da eşlik ediyor. 

Bataryalarla zor

Bugün 6 ton üstünde sıfır emisyonun zorunlu olduğu kent içi bölgelere girecek otobüsler batarya seçeneği ile pazara sunuluyor. Bununla birlikte sıfır emisyona giden yolda bataryalarda; üretim teknolojisi, hızlı, kısa sürede şarj, yaygın şarj altyapısının kurulması, hafiflik, bataryalarda kulanılan nadir elementlere ulaşım, nadir elementlerin daha bol olan elementlerle ikamesi ve maliyet, ömrünü tamamlayan bataryaların bertarafı gibi aşılması gereken konu başlıkları bulunuyor. Bunlara batarya ve şarj tipleri ve güvenlik için standartların ne olacağı soruları eşlik ediyor.  

Yakıt hücresi ve hidrojen

Enerji dönüşümünün, elektrik enerjisinin birden çok ağır ve pahalı  bataryalarda depolanması yerine, tek bataryanın yeterli olduğu hidrojen ile yapılabilmesini sağlayan prensip 1882 yılında keşfedildi. Bu sayade uzay araçları için geliştirilen yakıt  hücresi (Fuel-Cell) teknolojisi, günümüzde otomotiv endüstrisi, özellikle ticari araçlar için  kullanılabilir hale getirildi. 

e-mobiliteye geçişte taşıt sınıfına bağlı olarak yüklü ağırlığın artışı, şarj süreleri ve batarya maliyetleri, bataryaya alternatif arayışların önünü açtı. Bu arayış, araç deposuna akaryakıt ile yaklaşık aynı sürede doldurulabilen, yakıldığında atık olarak su buharı oluşturan hidrojen kullanımı olarak belirginleşti. Hidrojenin yakıt olarak kullanılması çevre kaygıları ile birlikte bu teknolojiye sahip ülkelerin petrol ve doğal gaz bağımlılığından kurtulma, enerji için ödedikleri faturayı azaltma ihtimalini de içeriyor.Hidrojen teknolojisinin gelişmesi, yaygınlaşması ve piyasasının oluşumu, enerji maliyeti ve kirleticiliği yüksek olan çeşitli ağır endüstriler de hidrojen kullanımını yaygınlaştıracak 

Yeni iş alanı

Hidrojenin enerji taşıyıcısı olarak kullanımı, evrende çeşitli bileşikler halinde en bol bulunan bir element olarak uygun maliyetle elde edilmesi, depolanması, dağıtımı, taşıtlarda depolanması, ikmali ve hidrojen piyasasının oluşması günmüzde bir çalışma alanı oluşturdu. Bu alana yönelik markalar arası iş birlikleri, ar-ge ortaklıkları kuruldu, gruplaşmalar oluştu. 

Daha temiz motorlar

Otomotiv endüstrisi, fuel-cell ile hidrojen kullanımına geçişle birlikte içten yanmalı motorlarda hidrojenin de yakıt olarak kullanılması üstünde çalışıyor. Bu çalışmalar sıfır emisyon hedefinden yağlama ve mekanik süreçlerden dolayı sapmaya neden olsa da, içten yanmalı motorların tarihsel süreci olan verim artışı ve temizlenmenin devamı sağlanacak.

Bu süreçte motor üreticileri ve taşıt motorlarını kendileri üreten markalar, özellikle ticari taşıt üreticileri sıfır emisyona geçişte en uygun çözümle rekabet edebilmek ve varlıklarını sürdürmek için kendi ar-ge çalışmaları ile birlikte öncü firmaların çalışmalarını da izliyor, onlarla iş birlikleri geliştiriyorlar. 

Temel tasarımı ve yasal düzenlemesi oluşmuş taşıtlarda, boyut ve ağırlık, faydalı yük kapasitesi, güvenlik ve konfor kaybı olmayan, aynı zamanda sahip olma ve işletme maliyeti en azından bugünkü seviyede olan araçlar üretme isteği var. 

Avrupa eko sistemi 

Ford Otosan, elektrikli araç ve batarya üretimi ve teknolojisi, alternatif yakıtlar ve hidrojen alanında yaptığı çalışmalar ve açıklamalarla dikkat çekiyor. 

Ford Trucks, alternatif yakıtlar ve sıfır emisyon teknolojileri ile ilgili araştırma ve ürün geliştirme çalışmalarına yeni halkalar ekliyor. F-MAX ile Avrupa Birliği’nin sıfır emisyonlu lojistik projesi Horizon 2020 ZEFES (Zero Emission Freight EcoSystem-Sıfır Emisyonlu Taşımacılık Ekosistemi) içinde yer alıyor. Verimlilik iyileştirmelerini, seri üretim yeteneklerine ve teknolojilerin günlük operasyonlarda kullanımını göstermeye odaklanmayı planlıyor.

Sıfır emisyon için motor geliştirme çalışmalarına devam eden, ‘Generation F hareketi’ ile sıfır emisyonlu, bağlantılı ve otonom teknolojilerle büyük bir dönüşüm başlatan Ford Trucks, 2040 itibarıyla sadece sıfır emisyonlu araç satışına ulaşmayı planlıyor. 

Sıfır emisyonlu bir geleceğe ulaşma konusundaki bu kararlılığını, Avrupa Otomobil Üreticileri Birliği’nin (ACEA) Ağır Vasıta Yol Haritası Ortak Bildirisi’ne aktif katılımıyla da ortaya koyan Ford Trucks, müşteri gereksinimlerini karşılamak ve ACEA’nın Sıfır Emisyonlu Yük Taşımacılığına Geçiş Bildirgesi ile uyumlu 2040 hedefine uyum sağlamak için yakıt hücresi, elektrikli güç aktarma organları seçenekleri ve içten yanmalı hidrojen motoru dahil olmak üzere çeşitli projeler üzerinde çalışıyor.

Ford konuya ilişkin ilk açıklamalarında hidrojenle çalışan tek silindirli içten yanmalı motorun tasarımını gerçekleştirip, ilk motor çalıştırma ve ateşleme faaliyetini duyurmuştu. Ford Trucks, IAA 2022 fuarına bataryalı elektrikli çöp kamyonu ile katıldı.  2025’te 9 farklı araç konseptinin (Dört FCEV ve beş BEV) gerçek günlük operasyonlarda AB koridorlarında 1 milyon kilometreyi aşması, dijital bir platform tarafından yönlendirilmesi ve doğrulanması bekleniyor. 

Ballard ile anlaşma 

Ford Trucks, yakıt hücresi tedariki ve geliştirmesi alanlarında Ballard ile iş birliği içinde olacak. Bu kapsamda Kanada merkezli Ballard Power Systems ile 2 adet FCmove-XD 120 kW yakıt hücreli motor için ilk satın alma siparişini içeren bir niyet mektubu imzaladı. Bu ürünlerin IAA 2024’de, Hannover’de ortaya çıkma ihtimali bulunuyor. Ballard kaynakları geliştirme programının başarılı bir şekilde tamamlandığına ve diğer bazı koşullara tabi olarak yakıt hücresi ile çalışan F-Max’in seri üretimi için tercih edilen tedarikçi olarak adlandırılabileceklerine duyurularında yer verdiler.

Hidrojen yakıtlı motor 

Ford F-MAX serisi çekicilerin mevcut motorlarında bazı adaptasyonlar yapılarak hidrojen ve dizel ile çalışan türevinin geliştirilmesi ile ilgili olarak Belçikalı CMB.TECH ile de bir çalışma yürütülüyor. Firma yeni kamyonları çift yakıtlı hidrojenli kamyonlara dönüştürüyor. Dönüşümlegeleneksel yakıt kullanımının ve buna bağlı emisyonların %80’e kadar azaltabildiği ifade ediliyor. 

Kara yolu ile birlikte deniz taşıtlarında da kullanılan 4 zamanlı motorda  hidrojenin de kullanımı üstünde çalışmalar yürüten CMB.TECH’in bu alanda MAN ve Volvo ile yaptığı çalışmalar da bulunuyor. Çeşitli markalara uygulanabilen bu çift yakıt teknolojisinde; hidrojen yanma odasına emiliyor ve motora güç sağlamak için daha az dizel enjeksiyonu gerekiyor. Dönüşüm süreci hidrojen tanklarının kamyonlara montajı ve CMB.TECH enjeksiyon segmanının motora montajı ile başlıyor. Daha sonra motor kontrol ünitesi kuruluyor. Çift yakıtlı hidrojen kamyonlarının kalite kontrolü ve validasyonu çift yakıtlı atölyede gerçekleştiriliyor. Çift yakıtlı atölye, dönüşüm süreci ve sertifikasyonun yanı sıra uygun maliyetli bir konsepte ulaşmak için hidrojen parçalarının satın alınmasını ve montajını da gerçekleştiriyor. 

CMB.TECH, dönüşüm çalışmalarında ilk aşamada standardizasyonu mümkün tek tip kamyona odaklanıyor. Bu, çift yakıtlı dönüşümün fiyatını önemli ölçüde azaltabilecek.