New Holland Agriculture: prototyp traktoru poháněného metanem

Umíte si představit farmu budoucnosti, která je úplně energeticky nezávislá a sama uspokojuje své požadavky na spotřebu paliva a energie, stejně jako požadavky místní komunity? Právě zemědělci by se mohli stát průkopníky odklonu od vozidel poháněných fosilními palivy směrem k alternativním zdrojům pomocí dokonale efektivního cyklu "uzavřené smyčky", jenž pohání traktory pomocí energie vyrobené z vlastní půdy a odpadních produktů.

Prototyp nového traktoru od New Holland poháněného metanem odráží rostoucí význam a životaschopnost alternativních paliv na farmě a výroby paliv z plodin, zemědělského odpadu a odpadu ze širšího potravinářství. New Holland zkombinoval alternativní paliva s pokročilou zemědělskou technologií, aby vytvořil moderní a udržitelné řešení s dostupnou a osvědčenou technologií pohonu.

Globální zkušenosti i aktivity

Značky společnosti CNH Industrial mají dlouhou historii ve vývoji a komercializaci vozidel poháněných zemním plynem a jsou lídry na trhu v této oblasti. Od průkopnické technologie zemního plynu před 20 lety FPT Industrial (značka pro pohonné jednotky společnosti CNH Industrial) vyrobil více než 30 000 motorů na zemní plyn. Běží jak na stlačený zemní plyn (CNG), tak na zkapalněný zemní plyn (LNG).

Po silnicích celého světa jezdí okolo 5 750 vozidel IVECO BUS poháněných plynem. Společnost CNH Industrial a IVECO spolupracují také s některými vládami (např. Izraele) na vývoji alternativních paliv a technologií založených na zemním plynu. Kromě toho FPT Industrial pracuje na řadě hybridních a elektrických pohonných řešení.

Kompletní řada řešení alternativních paliv

Bohatá zkušenost s alternativními palivy byla z hlediska životnosti, spolehlivosti a osvědčené technologie značným přínosem rovněž při vývoji traktoru New Holland poháněného metanem.

Už v roce 2006 nabídl New Holand výrobky 100 % kompatibilní s bionaftou. Tím umožnil farmářům vyrábět vlastní palivo. Vytvořil také první prototyp vodíkového traktoru na světě NH2^TM a prokázal jeho použitelnost v zemědělství. V roce 2009 přišel New Holland s koncepcí systému Energy Independent Farm^TM, která urychlila přijímání alternativních paliv. V roce 2012 toto úsilí přineslo ovoce ve formě prvního prototypu traktoru poháněného propanem. Práce vyvrcholily vývojem prototypu traktoru na metan v roce 2013. Dva modely byly vyzkoušeny na polích v zemědělských podmínkách tak různorodých zemí, jako jsou Brazílie, ČR, Francie, Itálie a V. Británie.

Výkonná technologie motoru

Nový prototyp traktoru poháněný metanem využívá motor od FPT Industrial. Byl speciálně vyvinut pro zemědělské použití a vykazuje maximální točivý moment 740 Nm. Je vybaven stechiometrickou technologií spalování, která umožňuje srovnatelný výkon s dieselovými motory a současně se vyznačuje velmi nízkými emisemi a vysokou účinností.

Prototyp traktoru je vybaven pokročilou konstrukcí palivové nádrže, což umožňuje celodenní autonomii.

Kromě energetických plodin vypěstovaných na farmě se k produkci biometanu využívají zbytky plodin a další odpady. Výsledné palivo má prakticky nulový CO₂ profil a snižuje celkové emise o 80 %.

Hnací jednotka prototypu vyvine stejný výkon a točivý moment jako jeho standardní dieselový protějšek.  Navíc byla o 50 % snížena hladina hluku při jízdě, což je ideální při práci ve dvoře, u hospodářských zvířat i v městském provozu.

Efektivní cyklus

Biometan se vyrábí pomocí cyklického systému, jehož výsledné produkty se vyznačují nulovým CO₂. Je vhodný pro zemědělská vozidla na farmě, kde jsou k dispozici i suroviny a prostor k výrobě plynu. To umožňuje zemědělským podnikům být soběstačnými nejenom v palivech, ale i v energii: biometan lze spalovat také k výrobě elektřiny pro napájení zemědělských budov, stejně jako k plnění  požadavků na vytápění. Navíc se může dodávat do plynové sítě pro domácnosti, být použit k výrobě elektřiny, která by se přiváděla do celostátního rozvodného systému pro napájení obcí.

Biometan lze generovat ze směsi speciálně vypěstovaných energetických plodin a odpadních rostlin nebo potravinářských materiálů, a to jak v kapalné, tak v pevné formě. Materiál z polí nebo z potravinářských továren, supermarketů, restaurací a jídelen se přivádí do biodigestoře. V ní se (při nepřítomnosti vzduchu) zahřívá a začne se štěpením bakteriemi biologicky rozkládat, jako každý jiný kompost. Ve dvoustupňovém procesu fermentace, jenž trvá přibližně 60 dní, postupně vzniká bioplyn - včetně biometanu. Nakonec se může provést pročištění k výrobě biometanu na úrovni paliva pro pohon traktoru.

Rostlinné materiály z tekutého a tuhého odpadu zbylé v digestoři po výrobě plynu, známé jako digestát, mají vysoký výživový profil. Používají se jako hnojiva na polích k pohnojení plodin příští sezóny.

Tímto způsobem mohou zemědělci vyrábět vlastní palivo bez CO₂ a zároveň se chránit proti kolísání cen ropy. Navíc dosáhnou značných úspor provozních nákladů (mezi 10-30 %) v porovnání s nákupem motorové nafty. Mají možnost přeměnit odpadní produkty (živočišná hnojiva, sláma aj.) na energii a ještě získají další příjem za prodej biometanu. Zkrátka nepříjdou ani zemědělci, kteří nemají zdroje k výrobě vlastního biometanu: prototyp traktoru New Holland na metan může být poháněn i "běžným" metanem.

Celodenní autonomie

Palivo traktoru je uloženo v nádržích z kompozitní vrstvené trubkové konstrukce, s elegantním a integrovaným skladovacím prostorem v přední části traktoru spolu se 2 nádržemi. Toto nové uspořádání umožňuje celodenní samostatnou farmářskou práci. Palivo se doplňuje stejně snadno jako u naftového modelu, s použitím jedné trysky a se srovnatelnou dobou plnění.

Ke snížení emisí znečišťujících látek vznikajících při spalování metanu se používá zjednodušený systém následného zpracování, který je vybaven jedním standardním katalyzátorem bez údržby.

Zemědělská všestrannost

Prototyp traktoru New Holland s metanovým pohonem zvládne všechny úkoly, které umí jeho standardní dieselový ekvivalent: od práce na dvoře až po dopravu, vysokorychlostní terénní práce, kultivace a náročné tažení při orbě, včetně práce s nakladačem při krmení zvířat.

Mezinárodní tým návrhářů společnosti CNH Industrial změnil styl traktoru a navrhl futuristickou vizi traktoru budoucnosti. Klíčové stylové prvky New Holland byly ještě zdůrazněny. Kupř. agresivní žebrování přívodu vzduchu v kapotě kombinované s futuristickými prvky, včetně obalového tvaru kapoty, která se rozšiřuje do "límce" kabiny. Integrované přední blatníky vyvolávají dojem nepřerušované konstrukce a charakteristická modrá metalíza. Kompletní balíček osvětlení LED zahrnuje světla značky New Holland, jež nabízejí nepřekonatelnou úroveň viditelnosti v terénu.

Pro zlepšení pracovního prostředí, větší pohodlí a menší únavu návrháři použili řadu technologicky pokročilých materiálů. Nové sedadlo bylo vyrobeno z látky pohlcující vlhkost s voštinovou strukturou. Tato tkanina usnadňuje cirkulaci vzduchu, udržuje řidiče v chladu i za horkého počasí a tepelně ho izoluje v chladnějších obdobích.

Spojení mezi farmou a traktorem

Zajišťuje ho specifický software na smartphonu. Traktor lze lokalizovat a odemknout pomocí  identifikace otisků prstů. Sekvence startu traktoru se povolí až po dokončení celého procesu. Inteligentní telefon lze použít také k ovládání zadních spojovacích táhel, což usnadňuje zavěšení nářadí, přičemž obsluha může zůstat vedle nářadí během zavěšování.

K prototypu traktoru poháněného metanem patří rovněž kompletní sada technologií "přesného zemědělství" s elegantně integrovanou střešní anténou. Ta umožňuje samostatné řízení například podél řádků na poli. Traktor je rovněž vybaven prvky autonomní technologie, jako je automatické rozpoznání překážek.

(aa)