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Vehículos propulsados por gas

natural

José Luis Pérez Souto

Innovation Truck & Bus. Alternative fuels

Higiene Urbana y Medio Ambiente

16-10-2014

Higiene Urbana y Medio AmbienteSevilla. 16-10-2014

FIAT

FCA

FIAT GROUP AUTOMOBILES

(FGA)

FIAT

FIAT PROFESIONAL

ALFA ROMEO

LANCIA

ABARTH

CHRYSLER GROUP

CHRYSLER

DODGE

RAM TRUCKS

JEEP

SRT

FERRARI MASERATI FILIALES

FIAT POWETRAIN

MAGNETI MARELLI

TEKSID

COMAU

LA STAMPA

CNH INDUSTRIAL

FPT INDUSTRIAL CNH

CASE

NEW HOLLAND

IVECO GROUP

IVECO

MAGIRUS

IVECO ASTRA

IVECO DEFENCE VEHICLES

IVECO BUS

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� 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:

GLP NO

Híbridos SI

Pila de Hidrógeno NO

Eléctricos (baterías y trolley) SI

Catálogo 2014

Experiencia IVECO en GNC

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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.

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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.

� 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.

El 98,5% de los motores empleados por el transporte pesado por carretera en Europa son motores Diesel.

Global Warming Index = CO2 + 25*CH4 + 298*N2O

Situación actual. El transporte como inevitable centro de costo

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Energía Primaria

Carbón

Petróleo

Gas Natural

Uranio

Hidráulica

Eólica

Solar

Biomasa

Energía Embarcada

Gasolina/Diesel

GLP

GNC / GNL

Sintéticos CTL/GTL

Biocombustibles

Hidrógeno

Baterías

Cadena cinemática

Motor de combustión+

Transmisión mecánica

Fuel cellMotor

eléctrico

Motoreléctrico

Fósil Combustibles

Potencia eléctrica

Renovable

Fuentes de energía cada vez más críticas

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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

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• VentajasBajas emisiones de contaminantes. NOx, y casi nulas en COV y partículas

Menores emisiones de CO2 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

• InconvenientesMayor precio de adquisición y mantenimiento

Autonomía del GNC

«Boil-off» del GNL

• Barreras para el crecimiento de mercadoClásico efecto «chicken-or-egg» en Vehículos-Estaciones públicas.

Economía de escala. Costos de componentes, valor residual.

Conocimiento y formación

Ventajas e inconvenientes del gas natural

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Motores y tratamiento de gases de escape en Euro-VI

• Motores GN Específicos ciclo OttoEstequiométricos.

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 fuelHPDI

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 €

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Motores IVECO de gas natural. Euro VI (2014)

SOFIM F1C3.000 cm3

136 CV

CURSOR 87.800 cm3

270 / 330 CV

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� 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

Evolución motores GNC

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Euro 5 EEV Euro 6(g/kWh) (g/kWh) (g/kWh)

Óxidosde Nitrógeno

Partículas PM 0,03 0,02 0,01

NOx 2,0 0,42,0

0,03

0,06

0,09

0,12

0,15

2,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0

NOx (g/kWh)

PM

(g

/kW

h)

EURO 2

EURO 4

EURO 3

EURO 1

9,0

0,40

EURO 0

15,0

0,00

0,0 1,0

EURO 5EURO 6

Euro VI

Euro 0 1.989

Euro 1 1.994

Euro 2 1.997

Euro 3 2.001

Euro 4 2006

Euro 5 2009

Euro 6 2013

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Evolución límites de NOx. (g/kWh)

- 60%

- 96%

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Evolución límites de partículas. (g/kWh)

- 87%- 99,7%

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«Well-to-Wheel» CO2 balance vehicle fuel

15


Motor Iveco GNC. Ruido en banco

70 dB

100-10000 Hz

100 dB

100-10000 Hz

75 dB

100-10000 Hz

80 dB

100-10000 Hz

85 dB

100-10000 Hz

90 dB

100-10000 Hz

95 dB

100-10000 Hz

Motor Diesel a 1 m.

Motor GNC a 1 m.

Delta: 5 dB (A), equivale en términos de percepción

humana: cuatroveces menos

Medida en cámara anecoica

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Camión RSU. Emisión de ruido

7.0 m

Vehicle #1: IVECO 240E25 6x2 RSUVehicle #2: IVECO 240E26 6x2 RSU CNG (EEV)

Refuse collection chassis cab with bodyVehicles laden and compactingVehicles stationary

606264666870727476

1 2 3 4 5 6

Vehicle #1 Vehicle #2

1

2

3

4

5

6

Microphone

height = 1.5 m

Test de evaluación específico

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Daily GNC

Modalidad GNC = 100 kW - 350 Nm

Modalidad emergencia gasolina = 60 kW - 230 Nm

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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).

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

lvL.lrteP

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Motor F1C GNCIntervalos 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

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Configuración de bombonas en chasis cabina

D* Opcional “Aumento autonomía” incompatible con el opcional “Ralentizador Telma”

C** = 30 en presencia del opcional “Ralentizador Telma”

P

Modelo Versión Paso [mm]Capacidad botellas GNC [L] Capacidad total

[Lt]A B C** D* (Opc) E F

35S Chasis Cab3450 28 56 56 N.D. 28 28 196

3750 Nuevo 28 56 56 N.D. 28 28 19635C

40CChasis 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)

50CChasis Cab

3450 28 54 56 30 28 28 194 (224)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

Chasis Cab

3450 28 54 56 N.D. 28 28 1943750 28 54 56 N.D. 28 28 1944350 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)

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Configuración de bombonas en furgón

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]

Capacidad total [Lt]

A B C** D* (Opt) E F

35S3300 28 56 56 N.A. 28 28 196

3950 54 80 56 30 28 28 246 (276)

35C3300 28 54 56 N.A. 28 28 194

3950 54 80 56 30 28 28 246 (276)

40C3300 28 54 56 N.A. 28 28 194

3950 54 80 56 30 28 28 246 (276)

50C3300 28 54 56 N.A. 28 28 194

3950 54 80 56 30 28 28 246 (276)

P

Repostaje:

- GNC lado derecho

- Gasolina lado izquierdo

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Prueba consumo / autonomía

65C14 CNG

Consumociudad

15,6 Kg./100 Km

Consumocarretera

12,7 Kg./100 Km

Bombonas Capacidad de gas natural

Autonomía Autonomía

272 l. std.302 l. opt.

47,7 Kg53,0 Kg

300 Km340 Km

380 Km420 Km

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.

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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

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Gama Citelis GNC

CITELIS 18 M GNC

CITELIS 10,5 y 12 M GNC

213 KW / 290 CV - 1.100 Nm

243 KW / 330 CV - 1.300 Nm

213 KW / 290 CV - 1.100 Nm

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Citelis GNC

• 12 m. 4 botellas montaje logitudinal

• Capacidad total = 1280 l a 200 bar

• 18 m. 10 botellas (6 + 4)

• Capacidad total = 1500 l a 200 bar

• Botellas (Raufoss o Dynetec)

• Tipo 3 o Tipo 4

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Iveco Stralis GNC

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Stralis GNC en todas las configuraciones

4 x 2

6 x 2 C

6 x 2 P

8 x 2

AD190S27

AD260S27X

AD260S27Y

AD320S27

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Stralis GNC. Distribución

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Tractora Stralis GNC.

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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.

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GNC

GNL

1 l. diesel <> 4,8 l. GNC 200 bar

1 l. diesel <> 2,1 l. GNL 9 bar

Stralis GNC vs GNL

GNL

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Motores GNC. Sistema de inyección multipunto

Regulador de presión GNC

VálvulaSeguridad

Tubería de alta presión .Rpm .

Sensor CentralitaBujías

Fasemotor

Temp.Refrig.

..

Actuadorde vacío

CaudalímetroRpm .Rpm .Sonda

Lambda

Puntos Inyección GNC Inyector

Conducto

Tubería de Baja Presión

Bombona GNC

Temp.Aire

PosiciónAcelerador

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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 yevaporado en un intercambiador de calor.

Tecnología GNL

EVAPORADOR

ECONOMIZADOR

GASLÍQUIDO

VÁLVULAS DE VENTEO

BOCA DE CARGA

VÁLVULA DE CIERRE

COMBUSTIBLE EN ESTADO GASEOSO

AL MOTOR

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Higiene Urbana y Medio AmbienteSevilla. 16-10-2014 36

Stralis GNL

Lanzado comercialmente en

el Salón de Amsterdam.

Abril 2012.

Producción de serie en la

fábrica de Madrid.

330 CV /1.300 Nm


Tractora GNL utilizando biometano

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Stralis GNL

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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 CO2, 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 CO2) 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 combustiblesalternativos.

Vehículo industriales de gas natural en el futuro

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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