Kooperation AVL und Westport: Lukas Walter im Gespräch

Das Gespräch führte Thomas Rosenberger.

Walter: Wir sind davon überzeugt, dass HPDI eine der führenden Gasmotoren-Technologien wird, denn sie bietet eine ähnliche Leistungsdichte wie Dieselmotoren. Zusätzlich lässt sich damit der gleiche thermische Wirkungsgrad erreichen wie mit einem Dieselantrieb – bei der Verwendung von LNG auch mit ausreichender Reichweite. So können LNG-Antriebe im schweren Güterfernverkehr eingesetzt werden, ohne dass Anwender auf Fahrkomfort, -leistung und Effizienz verzichten müssen. Zudem sind Erdgasantriebe eine effektive Möglichkeit, kommende CO2-Grenzwerte zu erfüllen. Daher ist das Interesse der Fahrzeughersteller an der HPDI-Technologie groß.

Walter: Namhafte Lieferanten sind in der Zwischenzeit weltweit mit der Serienentwicklung von HPDI-Komponenten beschäftigt. Westport arbeitet bereits seit 1995 an dieser Technologie und hat auch für deren zweite Generation, HPDI 2.0, führende Lieferanten ausgewählt. Die Entwicklung und Produktion von HPDI-Komponenten ist damit wesentlich professioneller geworden. AVL als größter, unabhängiger Antriebsentwickler bringt in diese Kooperation das Know-how der Integration von Motorkomponenten und die Integration des Motors in den Antrieb des Gesamtfahrzeugs ein. Das schließt Erprobung, Simulation und Validierung des Antriebs ein. Zu unseren Aufgaben gehören auch die Auslegung und Anbindung der Abgasnachbehandlung sowie die Gestaltung des Verbrennungsprozesses. Wir wollen mit der HPDI-Technologie in Produktentwicklungsprogramme einsteigen.

Walter: In den USA ist der Kraftstoff LNG auf demselben Preisniveau wie Diesel und damit preislich deutlich attraktiver als in Europa. Ein Grund dafür sind die in den USA durch Fracking verfügbaren großen Gasvorkommen. Ein wichtiger Treiber für LNG-Antriebe ist aktuell vor allem die CO2-Gesetzgebung. LNG ist aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung gegenüber Diesel mit deutlichen Vorteilen versehen. Bei Verwendung von Bio-Erdgas lässt sich der Ausstoß von Treibhausgasen gegenüber Dieselmotoren um mehr als 80 Prozent senken. Auch die Diversifizierung der Kraftstoffversorgung durch unterschiedliche Kraftstoffarten ist wichtig. Sie ist vor allem in den USA und in den asiatischen Ländern erwünscht, um die Abhängigkeit vom Diesel zu verringern. Aber auch in Europa gibt es erhebliche Anstrengungen, wie das Blue-Corridor-Projekt der Europäischen Kommission zeigt. Dabei sollen entlang den europäischen Haupt­verkehrsrouten in ausreichenden Abständen LNG-Tankstellen installiert werden, um so den Umstieg auf LNG zu ermöglichen.

Walter: Dual-Fuel-Anwendungen sind Teil einer älteren Technologie, die für eine Übergangszeit ausgelegt war. Sie werden nicht in die breite Anwendung gehen. Weiter verbreitet sind dagegen reine ­Erdgasmotoren. Um Euro-6-Gas-Antriebe kostengünstig darzustellen, werden derzeit hauptsächlich Gasmotoren mit stöchiometrischer Verbrennung angeboten. Jedoch liegt die Antriebseffizienz dieser Technologie fünf bis sechs Prozent unter der eines vergleichbaren Dieselmotors. Daher wird sich auch diese Lösung angesichts von bevorstehenden CO2-Grenzwerten wahrscheinlich nicht durchsetzen.

Walter: Wir müssen nun die HPDI-Technologie in den Großserienprozess überführen. Seit 2007 befinden sich entsprechende Fahrzeuge im Feld. Vor allem der Paccar-Konzern hat sich hier engagiert und verwendet für seine LNG-Fahrzeuge HPDI-Motoren von Cummins. Das sind allerdings auch nur Nischenapplikationen. Um eine Breitenproduktion zu erreichen, braucht es einen Großserienprozess. Hierbei müssen unter anderem Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von HPDI-Aggregaten auf das Niveau des Dieselantriebs vorangetrieben werden. Unsere Anstrengungen dazu werden zunächst auf die 450-PS-Klasse sowie Hubräume zwischen 11 und 13 Litern abzielen.

Walter: Natürlich brauchen wir Normen für Tankanlagen oder auch den Boil-off-Effekt. Das ist speziell auch für die globale CO2-Reduktion notwendig. Allerdings ist das für unsere Entwicklungsarbeit der Motoren und die Integration von untergeordneter Bedeutung. Derzeit werden in der Industrie Lösungen für die Verwendung von Boil-off-Gasen entwickelt, die künftig auch strengere Normierungen möglich machen werden.

Walter: Im Moment beginnt die Großserienentwicklung. Dieser Abschnitt wird vier bis fünf Jahre dauern, bis die Marktreife erreicht ist. Die Normierungsprozesse sollten parallel ablaufen.

Walter: Für uns sind die Erfahrungen aus der Komponententechnologie sehr wertvoll. Es gibt inzwischen neue Einspritz- und Regelsysteme, deren Haltbarkeit sich erhöht hat. Weiterhin fließen die Erkenntnisse bei der Komponentenintegration ein. Wir planen die entsprechenden Pro­zesse für eine Großserienanwendung und -produktion. Gemeinsam mit den OEMs optimieren wir die Verbrennungsabläufe, die Abgasnachbehandlung und die Systemvalidierung.

Walter: Es gibt konkretes Interesse der europäischen Hersteller, etwa von denen, die im EU-geförderten HDGAS-Projekt im Rahmen von Horizon 2020 mitarbeiten, aber auch von weltweit aktiven Fahrzeugherstellern. In fünf bis sechs Jahren werden die OEMs nicht umhin kommen, die HPDI-Technologie einzusetzen, um die Treibhaus-Gas-Grenzwerte zu erfüllen. In Europa spielt vor allem die konkrete Ausgestaltung von möglichen CO2-Grenzwerten eine entscheidende Rolle. Solange die Details hierzu nicht feststehen, warten die Hersteller aber noch ab.

Walter: Nein, ist sie nicht. Wir müssen unseren Kunden die jeweils beste Antriebslösung empfehlen können. In manchen Fällen kann das auch eine andere Technologie als der HPDI-Motor sein.