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AVL trägt zur Entwicklung eines integrierten H2-Antriebssystems mit mehreren Kraftstoffen bei

Horizon Europe gefördert: Wegweisender Multi-Fuel-Wasserstoffantrieb unterstützt Dekarbonisierung des Schwerlastverkehrs

ALL-IN Zero Project

Gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich, dem Institut CMT der Universitat Politècnica de València und dem Institut für Chemische Technologie (ITQ, UPV- CSIC) arbeitet AVL derzeit an der Entwicklung eines hocheffizienten, integrierten H2-Antriebssystems, das sich mit unterschiedlichen Kraftstoffarten betreiben lässt und in schweren Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommen soll. Das System erleichtert den Nutzern den Zugang zu sauberen Brennstofftechnologien und vereinfacht die Lagerung und den Transport des Energieträgers.

Valencia, Spanien, Mai, 2023: Um das Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, beabsichtigt die EU-Kommission unter anderem die CO₂-Emissionen von schweren Nutzfahrzeugen stark zu reduzieren. Bis 2040 sollen neue Lkw und Busse 90 % weniger CO ausstoßen als noch 2019, so der Vorschlag der Kommission. Als Zwischenziel soll bereits bis 2030 eine Reduktion um 45 % erreicht werden. Auf dem Weg zu einer emissionsfreien Mobilität haben sich Wasserstoff- und Brennstoffzellenantriebe als praktikable Lösungen erwiesen. Das von Horizon Europe geförderte Projekt ALL-IN Zero unterstützt dieses Ziel. Im Rahmen des Projekts entwickeln das Forschungszentrum Jülich, das Institut CMT, das Institut für Chemische Technologie und AVL derzeit ein zukunftsweisendes H2-Antriebssystem, das zur Dekarbonisierung des Schwerlastverkehrs beiträgt.

Das Gesamtsystem besteht aus einem kompakten Membranreaktor (CMR), der mit jeder Art von Brennstoff gespeist werden kann, z.B. Ammoniak, Erdgas, Biogas oder Alkoholen. Er wandelt diese vorübergehend in hochreinen, unter Druck stehenden Wasserstoff um, der entweder in einem Brennstoffzellensystem oder in einem Verbrennungsmotor verwendet werden kann. Das Resultat ist ein Antriebssystem mit niedrigen, keinen oder sogar negativen CO2-Emissionen. Teure H2-Hochdrucktanks, Betankungs- und Lagerinfrastruktur werden dadurch überflüssig. Darüber hinaus handelt es sich um ein integriertes, sauberes Antriebssystem, das die Reichweite von wasserstoffbetriebenen schweren Nutzfahrzeugen deutlich erhöht.

Um die Machbarkeit und das Potenzial des Konzepts zu evaluieren, werden digitale Zwillinge des CMR, des Verbrennungsmotors (ICE) und der Brennstoffzelle (FC) entwickelt. Diese digitalen Zwillinge bilden die Basis für das Testprogramm im zweiten Projektjahr; sie werden dazu beitragen, die optimale Antriebsstrangkonfiguration zu ermitteln, die im Hinblick auf die Emissionsbilanz weiter verfeinert werden soll. Schließlich wird das optimierte Konzept mit den derzeit in ähnlichen Anwendungen eingesetzten Antrieben verglichen, um dessen Vor- und Nachteile zu bewerten.

Alberto Zumeta, Managing Director AVL Iberica SA: „Die aktuell verfolgte, globale Umwelt-Roadmap verdeutlicht den Bedarf an alternativen Energien, die lokal effizienter erzeugt und verteilt werden müssen. Spanien ist führend bei der Erzeugung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind. Der Beitrag von AVL zum ALL-IN Zero Projekt beschleunigt die Entwicklung hin zu einer Wasserstoffwirtschaft. Wir sind stolz darauf, lokale Unternehmen in den Bereichen H2-Produktion, FC-Entwicklung und Testen technisch zu unterstützen, um eine klimaneutrale Zukunft für alle zu ermöglichen“. 

Professor Ricardo Novella, Forscher am Institut CMT und Projektkoordinator: „Es zeigt sich, wie die Sorge um die Umwelt die Wissenschaft und die Industrie anspornt, bei der Entwicklung und Umsetzung neuer Lösungen zur Energieerzeugung zusammenzuarbeiten. In diesem Kontext leistet das von der EU geförderte Projekt ALL-IN Zero einen wichtigen Beitrag. Es untersucht ein innovatives, über den Stand der Technik hinausgehendes und Kraftstoff-flexibles Energieerzeugungskonzept, das auf der Nutzung von Wasserstoff als In-situ-Energievektor für die Dekarbonisierung des Verkehrssektors basiert und sich leicht auf andere wirtschaftliche Schlüsselsektoren übertragen lässt. Trotz der wissenschaftlichen und technologischen Herausforderungen stimmen mich die in das Projekt involvierten hochkarätigen Forschungseinrichtungen und Industriepartner sehr zuversichtlich, was die weitere Entwicklung dieses Konzepts betrifft.“

 

Mit mehr als 11,200 MitarbeiterInnen ist AVL eines der weltweit führenden Mobilitäts-Technologieunternehmen für Entwicklung, Simulation und Testen in der Automobilindustrie und in anderen Branchen. Ausgehend vom gelebten Pioniergeist liefert das Unternehmen Konzepte, Lösungen und Methoden für eine grüne, sichere und bessere Welt der Mobilität.

Von der Ideenfindungsphase bis zur Serienproduktion deckt AVL Fahrzeugarchitekturen und Plattformlösungen einschließlich der Auswirkungen neuer Antriebssysteme und Energieträger ab. Als globaler Technologieanbieter reicht das Angebot der AVL von Simulation, Virtualisierung und Testautomatisierung für die Produktentwicklung bis hin zu ADAS/AD und Fahrzeugsoftware. Das Unternehmen kombiniert modernste und hochskalierbare IT-, Software- und Technologielösungen mit seinem Anwendungs-Know-how und bietet seinen Kunden damit umfangreiche Werkzeuge in Bereichen wie Big Data, künstliche Intelligenz, Cybersecurity oder Embedded Systems.

Die Leidenschaft von AVL ist Innovation. Gemeinsam mit einem internationalen Expertennetzwerk, das sich über 90 Standorte erstreckt, und mit 45 Kompetenz- und Entwicklungszentren weltweit, unterstützt AVL Kunden bei ihren Mobilitätsbestrebungen. Im Jahr 2022 erwirtschaftete das Unternehmen einen Umsatz von 1,86 Milliarden Euro, wovon 11 % in F&E-Aktivitäten fließen, um kontinuierliche Innovation zu gewährleisten. 

Kontakt AVL
Markus Tomaschitz, Unternehmenssprecher AVL
E-mail: press@avl.com

Die Forschungszentrum Jülich GmbH (FZJ) ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) in Deutschland und widmet sich der Erforschung aktueller Fragestellungen in den Bereichen Energie, Umwelt, Leben, Information und Materie und trägt zu Grundlagenforschung und Langzeitprogrammen, angewandter Forschung und Schlüsseltechnologien bei. Das FZJ startete 2004 einen interdisziplinären Ansatz zur Entwicklung von Membranen für die CO2-Abscheidung und -Verwertung sowie von Membranreaktoren. Das Institut für Energie- und Klimaforschung IEK-1 Materialsynthese und -verarbeitung hat den Auftrag, Materialien und Komponenten für hocheffiziente zukünftige Energieumwandlungs- und -speichersysteme zu entwickeln, darunter keramische Membranen für eine effiziente Gastrennung oder für Membranreaktoren zur Herstellung von Energieträgern.

 

Das Institut CMT ist ein in die Universitat Politècnica de València (UPV) integriertes Forschungsinstitut, das sich mit thermofluiddynamischen Prozessen befasst und mehr als 100 Mitarbeiter beschäftigt. Seit mehr als 40 Jahren führt das CMT angewandte Studien durch, um die Leistung industrieller Systeme zu optimieren und ihre Entwicklung voranzutreiben, und betreibt Grundlagenforschung, um die damit verbundenen physikalischen Prozesse besser zu verstehen. Von tiefgreifenden wissenschaftlichen Erkenntnissen bis hin zu angewandten Problemen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Eisenbahn- und Schifffahrtsindustrie kombiniert das CMT experimentelle Tests, die in hochmodernen Einrichtungen durchgeführt werden, mit theoretischen Studien, die durch leistungsstarke Berechnungswerkzeuge unterstützt werden, und liefert so relevante Ergebnisse aus technischer und wissenschaftlicher Sicht.

Das Instituto de Tecnología Química (ITQ) ist ein gemeinsames Forschungszentrum, das 1990 vom Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) und der Universitat Politècnica de València (UPV) gegründet wurde. Das ITQ ist ein weltweit anerkanntes Institut, das Katalyse und Materialwissenschaften durch einen multidisziplinären Ansatz integriert. Das CSIC-ITQ verfügt über eine multidisziplinäre Forschungsgruppe mit großer Erfahrung in der Entwicklung und Charakterisierung von elektrokatalytischen Materialien und Ionenmembranen sowie im Design, der Optimierung und der eigenen Herstellung von vollautomatischen Laborreaktor-Prototypen, was durch die Anzahl der veröffentlichten Publikationen, Patente und die laufenden Projekte belegt wird.

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