Vehículos propulsados por gas natural

Vehículos propulsados por gas natural José Luis Pérez Souto Innovation Truck & Bus. Alternative fuels 16-10-2014

FIAT FCA CNH INDUSTRIAL FIAT GROUP AUTOMOBILES (FGA) CHRYSLER GROUP FERRARI MASERATI FILIALES FPT INDUSTRIAL CNH IVECO GROUP FIAT CHRYSLER FIAT POWETRAIN CASE IVECO FIAT PROFESIONAL DODGE MAGNETI MARELLI NEW HOLLAND MAGIRUS ALFA ROMEO RAM TRUCKS TEKSID IVECO ASTRA LANCIA JEEP COMAU IVECO DEFENCE VEHICLES ABARTH SRT LA STAMPA IVECO BUS 2

Experiencia IVECO en GNC 20 años produciendo vehículos de serie a GNC. Vehículos de servicio urbano, buses y camiones, ya han completado su ciclo de vida. Iveco ha experimentado en servicio real con clientes otras tracciones alternativas: Catálogo 2014 GLP Híbridos Pila de Hidrógeno Eléctricos (baterías y trolley) NO SI NO SI 3

Experiencia IVECO en GNC De todas las tecnologías consideradas sostenibles o alternativas al petróleo, en el sector de vehículos industriales, sólo el GNC ha conseguido un crecimiento constante. IVECO ha conseguido asentarse en dos nichos de mercado concretos: autobuses urbanos y camiones de recogida de sólidos urbanos. Aprovechando las diversas infraestructuras y redes de estaciones de servicio de GN de cada país, se han desarrollando nuevos mercados, especialmente servicios de distribución. Todo ello ha permitido a IVECO evolucionar en la tecnología de GN, mejorar las prestaciones, ampliar la gama y liderar el mercado. Desde 2005 IVECO ha experimentado en servicio con tecnología LNG. En 2012 se ha iniciado la producción en serie. 4

Situación actual. El transporte como inevitable centro de costo El 98,5% de los motores empleados por el transporte pesado por carretera en Europa son motores Diesel. FactoresOObjetivos sociales de interés geopolítico Medioambiente Nivel local. Polución por emisiones. Calidad ambiental. Salud, conservación de la naturaleza, cuidado de entornos (ciudades, espacio periurbano, medio rural). Ecología. Contaminación lumínica y sonora. Nivel global. Cambio climático por emisión de gases de efecto invernadero. Global Warming Index = CO 2 + 25*CH 4 + 298*N 2 O Reservas de petróleo. Capacidad de extracción y refino frente al incremento de la demanda. Dependencia y seguridad energética. Gestión energética. Eficiencia, ahorro, diversificación energética, energías alternativas, energías renovables Desarrollo económico, social y tecnológico Movilidad. Infraestructuras del transporte. Sostenibilidad. Reciclado, biocarburantes. 5

Fuentes de energía cada vez más críticas Energía Primaria Fósil Carbón Petróleo Gas Natural Uranio Renovable Energía Embarcada Combustibles Gasolina/Diesel GLP GNC / GNL Sintéticos CTL/GTL Biocombustibles Cadena cinemática Motor de combustión + Transmisión mecánica Hidráulica Eólica Hidrógeno Fuel cell Motor eléctrico Solar Biomasa Potencia eléctrica Baterías Motor eléctrico 6

Motivaciones a nivel personal o empresarial Que se le exige a un vehículo de tracción alternativa Ventaja económica. Mejor TCO que los combustibles convencionales Conocimiento y confianza Fiabilidad y duración Prestaciones adecuadas Autonomía Garantía de repostaje Seguridad Ecología Tecnología e Innovación, Garantía de fábrica 7

Ventajas e inconvenientes del gas natural Ventajas Bajas emisiones de contaminantes. NOx, y casi nulas en COV y partículas Menores emisiones de CO 2 que el resto de combustibles Combustible alternativo con grandes reservas y capacidad de suministro Bajas emisiones sonoras Precio de combustible mucho más bajo. Mejor TCO Sustitución por biometano en cualquier proporción Programas de incentivos Inconvenientes Mayor precio de adquisición y mantenimiento Autonomía del GNC «Boil-off» del GNL Barreras para el crecimiento de mercado Clásico efecto «chicken-or-egg» en Vehículos-Estaciones públicas. Economía de escala. Costos de componentes, valor residual. Conocimiento y formación 8

Motores y tratamiento de gases de escape en Euro-VI Motores GN Específicos ciclo Otto Estequiométricos. Mantienen la configuración actual. Motores turbo de mezcla estequiométrica, catalizador de 3 vías y sonda lambda De mezcla pobre (Lean burn) Necesitan catalizador de 2 vías, filtro de partículas, sistema SCR con inyección de urea y EGR Motores GN ciclo Diesel Dual fuel HPDI Necesitan motores turbo de geometría variable, catalizador de 2 vías, filtro de partículas, sistema SCR con inyección de urea catalizador de metano y opcionalmente EGR. Estos tratamientos comportan + 200 Kg. y + 12.000 9

Motores IVECO de gas natural. Euro VI (2014) SOFIM F1C 3.000 cm 3 136 CV CURSOR 8 7.800 cm 3 270 / 330 CV 10

Evolución motores GNC Los motores CNG de Iveco funcionan con mezcla estequiométrica, con un control de ciclo cerrado mediante una sonda lambda que garantiza que no haya oxígeno en el escape. Esto posibilita utilizar un convertidor catalítico de tres vías, que oxida y reduce a la vez, reduciendo en un 95% las emisiones de NOx - CO HC. El Platino oxida el CO y los HC El Paladio reduce los NOx a Nitrógeno 11

Euro VI EURO 0 Euro 0 1.989 0,40 EURO 1 Euro 1 1.994 PM (g/kwh) 0,15 0,12 0,09 EURO 3 EURO 2 Euro 2 1.997 Euro 3 2.001 Euro 4 2006 Euro 5 2009 0,06 Euro 6 2013 0,03 EURO 6 0,00 0,0 1,0 EURO 5 EURO 4 2,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 NO x (g/kwh) 9,0 Óxidos de Nitrógeno 15,0 Euro 5 EEV Euro 6 (g/kwh) (g/kwh) (g/kwh) NOx 2,0 2,0 0,4 Partículas PM 0,03 0,02 0,01 12

Evolución límites de NOx. (g/kwh) - 60% - 96% 13

Evolución límites de partículas. (g/kwh) - 87% - 99,7% 14

«Well-to-Wheel» CO 2 balance vehicle fuel 15

Motor Iveco GNC. Ruido en banco Medida en cámara anecoica Motor Diesel a 1 m. Motor GNC a 1 m. 100-10000 Hz 85 db 100-10000 Hz 100 db 100-10000 Hz 95 db 100-10000 Hz 90 db 80 db 100-10000 Hz 75 db 100-10000 Hz 70 db 100-10000 Hz Delta: 5 db (A), equivale en términos de percepción humana: cuatro veces menos 16

Camión RSU. Emisión de ruido 1 Test de evaluación específico 6 2 Vehicle #1: IVECO 240E25 6x2 RSU Vehicle #2: IVECO 240E26 6x2 RSU CNG (EEV) Refuse collection chassis cab with body Vehicles laden and compacting Vehicles stationary Vehicle #1 Vehicle #2 5 4 7.0 m Microphone height = 1.5 m 3 76 74 72 70 68 66 64 62 60 1 2 3 4 5 6 17

Daily GNC Modalidad GNC = 100 kw - 350 Nm Modalidad emergencia gasolina = 60 kw - 230 Nm 18

Sistema bi-fuel de seguridad El vehículo funciona solo con GNC a menos que se acabe el combustible, en cuyo caso el vehículo automaticamente funciona con gasolina (no seleccionable por el conductor). P e t r l. L v l Cuando la temperatura del líquido refrigerante motor es menor de -15 C, el motor arranca con gasolina y después pasa automaticamente a GNC. Deposito de gasolina de 14 L (auton. aprox. 100 km). ES UN ELEMENTO DE SEGURIDAD 19

Motor F1C GNC Intervalos de mantenimiento Cambio de aceite / bujías a los 40.000 Km Tipo de aceite igual al F1C diesel Plan de mantenimiento idéntico al F1C diesel Vida bombonas 20 años Revisión sistema GNC: cada 48 meses 20

Configuración de bombonas en chasis cabina P D* Opcional Aumento autonomía incompatible con el opcional Ralentizador Telma C** = 30 en presencia del opcional Ralentizador Telma Capacidad botellas GNC [L] Capacidad total Modelo Versión Paso [mm] A B C** D* (Opc) E F [Lt] 3450 28 56 56 N.D. 28 28 196 35S Chasis Cab 3750 Nuevo 28 56 56 N.D. 28 28 196 35C 40C Chasis Cab 3450 28 54 56 30 28 28 194 (224) 3750 28 54 56 30 28 28 220 (250) 35C Cabina Doble 4100 Nuevo 54 54 56 30 28 28 220 (250) 3450 28 54 56 30 28 28 194 (224) 50C Chasis Cab 3750 28 54 56 30 28 28 194 (224) 4350 80 80 56 30 28 28 272 (302) Cabina Doble 4350 54 54 56 30 28 28 220 (250) 65C 70C 3450 28 54 56 N.D. 28 28 194 Chasis Cab 3750 28 54 56 N.D. 28 28 194 4350 80 80 56 30 28 28 272 (302) 4750 80 80 56 30 28 28 272 (302) Cabina Doble 4350 54 54 56 30 28 28 220 (250) 21

Configuración de bombonas en furgón Repostaje: - GNC lado derecho - Gasolina lado izquierdo P D* Opcional Aumento autonomía incompatible con el opcional Ralentizador Telma C** = 30 en presencia del opcional Ralentizador Telma Modelo Paso [mm] Capacidad botellas GNC [L] A B C** D* (Opt) E F Capacidad total [Lt] 35S 35C 40C 50C 3300 28 56 56 N.A. 28 28 196 3950 54 80 56 30 28 28 246 (276) 3300 28 54 56 N.A. 28 28 194 3950 54 80 56 30 28 28 246 (276) 3300 28 54 56 N.A. 28 28 194 3950 54 80 56 30 28 28 246 (276) 3300 28 54 56 N.A. 28 28 194 3950 54 80 56 30 28 28 246 (276) 22

Prueba consumo / autonomía 1 litro de metano a 200 bares de presión y a 15ºC de temperatura, se corresponden con 0,175 Kg de metano. 1Kg de metano = 5,71 lts. 65C14 CNG Consumo ciudad 15,6 Kg./100 Km Consumo carretera 12,7 Kg./100 Km Bombonas Capacidad de gas natural Autonomía Autonomía 272 l. std. 47,7 Kg 300 Km 380 Km 302 l. opt. 53,0 Kg 340 Km 420 Km 23

Misiones Daily GNC Iveco ofrece una gama a metano dirigida principalmente al uso urbano con particular cosideración a los sectores: RSU y limpieza Mensajería Distribución Trasporte personas 24

Gama Citelis GNC 213 KW / 290 CV - 1.100 Nm CITELIS 10,5 y 12 M GNC 213 KW / 290 CV - 1.100 Nm 243 KW / 330 CV - 1.300 Nm CITELIS 18 M GNC 25

Citelis GNC 12 m. 4 botellas montaje logitudinal Capacidad total = 1280 l a 200 bar Botellas (Raufoss o Dynetec) Tipo 3 o Tipo 4 18 m. 10 botellas (6 + 4) Capacidad total = 1500 l a 200 bar 26

Iveco Stralis GNC 27

Stralis GNC en todas las configuraciones 4 x 2 AD190S27 6 x 2 C AD260S27X 6 x 2 P AD260S27Y 8 x 2 AD320S27 28

Stralis GNC. Distribución 29

Tractora Stralis GNC. 30

Vehículos a GNL 31

Por qué GNL? Los vehículos a GNC tienen una autonomía limitada de 300-400 Km. Los vehículos a GNC tienen una autonomía limitada de 300-400 Km. El GNL aumenta la autonomía hasta 650-700 Km con un solo depósito y hasta más de 1.000 Km con dos depósitos, habilitando la utilización de vehículos de gas natural en largas distancias. Además, el GNL extraido directamente de una terminal GNL es más barato que el GNC. La disponibilidad de GNL no depende de la red de gaseoducto. 32

Stralis GNC vs GNL GNC 1 l. diesel <> 2,1 l. GNL 9 bar 1 l. diesel <> 4,8 l. GNC 200 bar GNL 33

Motores GNC. Sistema de inyección multipunto Bujías Sensor Actuador de vacío Centralita Bombona GNC Válvula Seguridad Sonda Lambda Rpm. Fase motor Temp. Refrig. Temp. Caudalímetro Aire Posición. Acelerador Tubería de alta presión Tubería de Baja Presión Regulador de presión GNC Conducto Puntos Inyección GNC Inyector 34

Tecnología GNL GNL: El gas natural se almacena en un tanque criogénico en estado líquido (-125º C, 8,5 bar) y es suministrado al motor como GNC, después de haber sido calentado y evaporado en un intercambiador de calor. VÁLVULAS DE VENTEO BOCA DE CARGA ECONOMIZADOR COMBUSTIBLE EN ESTADO GASEOSO AL MOTOR VÁLVULA DE CIERRE EVAPORADOR LÍQUIDO GAS 35

Stralis GNL Lanzado comercialmente en el Salón de Amsterdam. Abril 2012. Producción de serie en la fábrica de Madrid. 330 CV /1.300 Nm 36

Tractora GNL utilizando biometano 37

Stralis GNL 38

Vehículo industriales de gas natural en el futuro El Gas Natural es la única alternativa real e immediata al diesel. La única con capacidad para hacerlo a gran escala. Es más limpio, más silencioso y más barato. Además emite menos CO 2, un 5-9% en ciclo WHTC a igualdad de cilindrada y prestaciones. Para el transporte de larga distancia la UE propone aumentar la eficiencia del transporte: Reduciendo el consumo (y CO 2 ) de los motores. Mejorando en gestion de sistemas vehículares. Mejorando la aerodinámica. Aplicando neumáticos de baja resistencia a la rodadura. Co-modalidad o intermodalidad. (ferrocarril, autopistas del mar). Mejorando en la gestión logística. Utilizando vehículos pesados a GNC o LNG. Green Cars. H2020. Nueva Directiva de Infraestructuras para combustibles alternativos. 39

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