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FCTRAC – Fuel cell tractor fuelled with biogenic hydrogen

Mit batterieelektrischen oder mit Brennstoffzellen betriebenen Fahrzeugen (BEV, FCEV) ist beim PKW und LKW mittlerweile eine Auswahl von Zero Emission Antriebssystemen verfügbar. Für Traktoren gibt es derzeit keine zufriedenstellenden Lösungen für einen emissionsfreien Betrieb, da batterieelektrische Antriebe die Anforderungen an Reichweite, Einsatzdauer, Betankungszeit und Gewicht nicht erfüllen können. Dabei besitzen Traktoren sehr weite Einsatzbereiche, die vom Landwirtschafts- und Tourismusbereich über den kommunalen Einsatz bis zu Spezialanwendungen in der Bauwirtschaft und im Bergbau sowie auf Flughäfen und Bahnhöfen reichen. Im Rahmen des Projektes soll daher ein Brennstoffzellentraktor entwickelt werden, der die spezifischen Anforderungen an TraktorAntriebssysteme erfüllt. Basis dazu stellt ein konventioneller Traktor dar. In die Fahrzeugstruktur wird ein E-Antriebssystem u.a. mit Brennstoffzelle, Wasserstoff-Speichersystem sowie einer Pufferbatterie integriert. Aufgrund der Anforderungen an die rauen Bedingungen im Traktorbetrieb stellt das Energie- und Thermalmanagement der einzelnen Komponenten dabei eine besondere Herausforderung dar, wofür auch neue Lösungen entwickelt werden müssen.

Darüber hinaus existieren bislang für einen Traktorbetrieb mit Wasserstoff keine Infrastruktur bzw. Betankungsmöglichkeiten. Ein weiteres Ziel im Projekt ist daher eine lokale Wasserstofferzeugung aus Biomasse über Wasserstoff-Abtrennung aus Synthesegas, welches beispielsweise aus dezentralen Holzgas-Blockheizkraftwerken (BHKW), Biogas- oder Kläranlagen stammt. Die zu entwickelnde Anlage (Bezeichnung: BioH2Modul) soll dabei flexibel an die angeführten Quellen ankoppelbar sein und neben der Abtrenn- und Aufreinigung des Wasserstoffs ein nachgeschaltetes Abgabesystem (Tankstelle) inklusive Zwischenspeicher für eine „Insellösung“ beinhalten. Da BHKW und Biogasanlagen im ländlichen Bereich sehr verbreitet sind bzw. Kläranlagen im kommunalen Bereich, kann der Kraftstoff Wasserstoff dort erzeugt werden, wo auch der Einsatzbereich von Traktoren ist.

Nach Aufbau des Traktors sowie der Wasserstoff-Aufbereitungs- und Abgabestelle soll ein Demonstrationsbetrieb des BrennstoffzellenTraktors im Realbetrieb im Umfeld eines Blockheizkraftwerkes erfolgen. Dabei wird erneuerbares Gas aus dem Holzgas-BHKW abgezweigt und dem Wasserstoffaufbereitungsmodul zugeführt. 

Milestones / Zielsetzungen
– Q2/2020 – Projektstart
– Q2/2021 – Antriebsstrangtests
– Q3/2021 – Aufbau BioH2Modul
– Q3/2022 – Aufbau Traktor
– Q3/2023 – Start der Demonstrationsphase

Zukunftsausblick
– Einsatz des Traktors in Kommunen und öffentlichen Einrichtungen
– Flexibles Modul zur dezentralen Wasserstofferzeugung aus nachhaltigen, biogenen Ressourcen

Eckdaten Projektleitung:
TU Wien – Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik
Prof. Dr. Bernhard Geringer (Institutsvorstand)
Bernhard.Geringer@ifa.tuwien.ac.at

Beteiligte Institutionen (Projektpartner):
• AVL List GmbH
• CNH Industrial Österreich GmbH
• Engineering Center Steyr GmbH & Co KG
• Sohatex GmbH
• TU Wien – Institute of Chemical, Environmental and Bioscience Engineering
• Glock Technology GmbH
• HyCentA Research GmbH