الروح الهيدروجينية والكهربائية في فولفو
تدرك مجموعة فولفو أن إعادة النقل الثقيل سيتطلب مزيجًا متنوعًا من التقنيات. ملتزمة بتحقيق عمليات خالية من الأحفوري بحلول عام 2040 ، تتابع الشركة نهجًا متعدد المسارات لإزالة الكربون. تركز هذه الإستراتيجية على ثلاث تقنيات الدفع التكميلية: المركبات الكهربائية للبطاريات ، والمركبات الكهربائية لخلايا الوقود-خاصةً مناسبة للنقل طويل المدى-ومحركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالهيدروجين المصممة خصيصًا للتطبيقات عالية التحميل.
في 2 يوليو ، 2025 ، وقع رئيس مجموعة فولفو والمدير التنفيذي مارتن لوندستيد ، إلى جانب 30 من كبار المديرين التنفيذيين من شركات الطاقة والسيارات والهيدروجين ، خطابًا مشتركًا موجهًا إلى قادة الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي. معًا ، أصدروا رسالة واضحة وعاجلة: يجب وضع تنقل الهيدروجين بشكل استراتيجي في مركز السياسات النظيفة والسياسات الصناعية في أوروبا. تؤكد الرسالة على أن الهيدروجين ضروري لتحقيق أهداف القارة المناخية وتأمين مرونةها الاقتصادية. يحذر المديرون التنفيذيون من أنه بدون إطار سياسة أكثر تنسيقًا وعمليًا – وخاصةً لدعم بدء تنقل البنية التحتية – يخاطر بالتنقل في أوروبا في الركود.
هناك حاجة ماسة إلى دعوة مماثلة للعمل في الولايات المتحدة. لقد فقدت سوق الهيدروجين في الولايات المتحدة في الآونة الأخيرة اثنين من محركاتها الأوائل ، وشاحنات نيكولا ، و Hyzon Motors-التي دخلت ، من نواح كثيرة ، السوق قبل استعدادها. مع تأخر المبيعات والثابت في المستثمر ، تسلط خارجها الضوء على الحالة الهشة في الصناعة وتشكل تهديدًا للتنمية البطيئة لمحاور الهيدروجين السبعة في البلاد. على سبيل المثال ، تهدف HUB Arches H2 في كاليفورنيا إلى نشر 5000 شاحنات شديدة الاستثمار التي تعمل بالهيدروجين لخدمة موانئ لونج بيتش ولوس أنجلوس. ومع ذلك ، مع انخفاض خيارات الموردين ، يصبح تطوير السوق أكثر صعوبة. في حين أن تحديات الجذر قد تختلف بين الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة ، فإن كلتا المنطقتين تشتركان في فرصة حرجة: الاستفادة من موارد الطاقة المتجددة الوفيرة وتسريع الانتقال إلى الاقتصاد القائم على الهيدروجين.
تحتفظ Volvo Group بعملية تصنيع شاحنات شاملة ومركزة محليًا في الولايات المتحدة ، حيث تنتج جميع شاحنات Volvo لسوق الولايات المتحدة محليًا ، حوالي 30،000 في السنة. منشأة الشركة الأساسية هي مصنع نهر وادي الجديد في فرجينيا ، حيث يتم بناء الشاحنات من الألف إلى الياء – بما في ذلك اللحام الكابينة والرسم والتشذيب والتجميع الكامل. ينتج هذا المصنع أيضًا شاحنات تدعم الحكم الذاتي ، مزودة بأنظمة أمان زائدة ضرورية للعمليات المستقلة المستقبلية. يتم تصنيع المحركات والنقل في منشأة فولفو هاجرستاون ، ماريلاند ، ثم يتم شحنها إلى فرجينيا للتكامل النهائي. تتيح بصمة التصنيع الأمريكية المدمجة بإحكام Volvo تقديم خدمة سوق أمريكا الشمالية بكفاءة ، وتلبية المتطلبات التنظيمية الإقليمية ، وتنفيذ تقنيات جديدة بسرعة مثل أنظمة القيادة المستقلة.
شاحنات كهربائية في سوق الولايات المتحدة
بدأت Volvo Trucks في تقديم مجموعة شاملة من الشاحنات الكهربائية في عام 2019. اعتبارًا من أبريل 2025 ، قدمت الشركة 5000 شاحنة كهربائية للبطاريات للعملاء في 50 دولة. مع وجود ثمانية طرز شاحنات كهربائية متوفرة حاليًا ، يتم تقديم سوق الولايات المتحدة بواسطة Volvo VNR Electric مع نشر حوالي 700 وحدة محليًا. تم تصميم نطاق النموذج الكهربائي لتلبية احتياجات التوزيع الحضري والإقليمي ، وكذلك قطاعات البناء والرفض. أفضل خمسة أسواق لفولفو لنشر الشاحنات الكهربائية هي ألمانيا وهولندا والولايات المتحدة والنرويج والسويد. في موازاة ذلك ، قامت الشركة بتطوير شاحنات خلايا الوقود بنشاط من خلال مشروعها المشترك مع شاحنات Daimler ، مع Cellentric – شركة خلايا الوقود المشتركة – وحدات الطاقة. يوفر نظام خلايا الوقود الأخيرة ما يصل إلى 375 كيلو واط (> 500 حصان) من الطاقة. تمت مناقشة تطورات خلايا الوقود في فولفو مسبقًا بمزيد من التفصيل في شاحنات هيدروجين فولفو: رحلة لمدة 3 سنوات. حاليًا ، هناك خمس شاحنات خلايا الوقود في الاختبار ، ومن المقرر أن يتضاعف الرقم بحلول عام 2026 ، ثم بحلول عام 2027 تخطط فولفو لإدخال حوالي 50 شاحنة في أسطول عميل صغير على الطرق الأوروبية.
المحركات التي تغذي الهيدروجين
في السنوات الأخيرة ، برزت منافسة كبيرة بين مصنعي OEMs ومصنعي المحركات لتطوير محركات احتراق الهيدروجين الأكثر فعالية كبديل فعال من حيث التكلفة لمحطات الطاقة الخلايا الأكثر تكلفة. نظرًا لكونه عملاقًا صناعيًا عالميًا ، فقد دخلت Volvo في هذا السباق ليس مع أحدهم ولكن مع حللين مبتكرين يعتمدون على منصة محرك الديزل ، بدلاً من أنظمة تشكيل الشرارة الأكثر شيوعًا التي اعتمدتها الشركات المصنعة الأخرى. في كلتا الحالتين ، تعتمد تقنية فولفو على الهيدروجين كوقود رئيسي حيث تشعل كمية صغيرة من وقود الديزل الحيوي الهيدروجين – وهو حل غير تقليدي وجريء.
حل CMB.Tech
تعمل محركات احتراق الهيدروجين في فولفو بشكل مشابه لمحركات الديزل التقليدية ولكن يتم تكييفها خصيصًا للتعامل مع الهيدروجين كوقود رئيسي ، وتشريد الديزل وتقليل انبعاثات الجسيمات و CO₂ من الاحتراق. تم اعتماد هذه التكنولوجيا في محركات فولفو بالتعاون مع CMB.Tech ، وهي شركة تقنية بحرية وثابتة قامت بتطوير وتكرير تقنية الوقود المزدوج للهيدروجين. صادف المؤلف هذه الشركة في عام 2019 أثناء التعرف على خطط السحرية الرائدة للهيدروجين خلال زيارة إلى ميناء أنتويرب. يتمثل نهج CMB.Tech في أن يكون لديك مرونة نهائية في محركاتهم حيث يمكن أن تختلف مقدار الهيدروجين المضافة إلى 85 ٪ من الطاقة القادمة منه. ولكن لا يزال بإمكان محركاتهم تشغيل 100 ٪ على الديزل عندما لا يتوفر الهيدروجين. استراتيجية فولفو هي أن استخدام الهيدروجين يتم تعظيمه ، وأن الديزل هو مجرد عامل بدء اللهب – وهو طموح رئيسي نحو الاستدامة والانتقال إلى النقل النظيف.
في محرك الديزل التقليدي ، يتم إحضار الهواء الشاحن التوربيني إلى الأسطوانة وضغطه بواسطة مكبس ينتقل إلى الجزء العلوي من الأسطوانة. في هذه المرحلة ، يتم تقديم الديزل – كل ما عن الوقود – كخف ذري من الحاقن مباشرة في الهواء الساخن ، ويبدأ الاحتراق. ويلي ذلك بسكتة دماغية قوية ، واشتقاق الطاقة الصافية من المحرك.
في تقنية Volvo المُعالية ، يتم تزويد الهيدروجين من خزان تخزين 350 بار ويتم تقليله إلى ضغط أقل لتمكين حقن المنفذ في إمدادات الهواء للمحرك في لحظة تحريض الهواء وفي الكمية المناسبة. الهيدروجين يحل محل الديزل كوقود. يتم ضغط خليط الهواء والهيدروجين ثم إشعال بحقن صغير من الديزل الذي يحترق تمامًا وينتج الطاقة المطلوبة. تتيح هذه التقنية الإشعال الخاضع للرقابة وتسليم الطاقة الفعال مع تقليل الانبعاثات ، دون أي تقليل للطاقة. يمكن للهيدروجين استبدال ما يصل إلى 85 ٪ من الديزل. تم تصميم النظام للعمل فوق الهندسة المعمارية والإلكترونيات الحالية للمحرك ، مما يؤدي إلى تبسيط التحويل العام. عند استخدام وقود الديزل الحيوي المحايد CO₂ ، ينبعث المحرك CO₂ محدود ، مع بخار الماء كمنتج ثانوي رئيسي. في حين أن بعض الانبعاثات لا تزال موجودة بسبب ارتفاع درجات حرارة الاحتراق ، إلا أنها تظل ضمن حدود اليورو 7 المقترحة. يوفر هذا النهج مسارًا عمليًا لإزالة الكربون ، وخاصة بالنسبة للتطبيقات الطويلة التي قد لا تكون شحن الكهرباء أو خلايا وقود الهيدروجين ممكنًا بسبب البنية التحتية أو القيود التشغيلية.
أول عمليات نشر لهذه التكنولوجيا جارية بالفعل. تركز فولفو على تطوير شاحنات FH Aero الشاقة مع محرك 13L. في أواخر عام 2024 ، احتفل ميناء جوتنبرغ بافتتاح محطة التزود بالوقود الهيدروجيني في هيدري ، مما يتيح الاختبار الميداني لفولفو بنتا لجرار طرفي هيدروجين-ديزل ثنائي الوقود في مركبات RORO (Roll-On-Roll-Off). يتميز CMB.Tech's Hydrogen Genet بمحرك فولفو Penta Stage V D8 340 HP الصناعي ، بتطبيق تقنية الوقود المزدوج للهيدروجين والتي يمكن استخدامها في عمليات إزالة الكربون وتوليد الطاقة خارج الشبكة. في عام 2023 ، أطلقت الشراكة Hydrobingo، وهي عبارة عن عبارة عن عبارة عن عبارة عن 80 بوستنجر تعمل في اليابان ، مدعومة بمحركات الوقود المزدوج في فولفو مع تحقيق تخفيضات في انبعاثات CO₂ بنسبة تصل إلى 54 ٪.
مشروع Cespira المشترك
يعتمد النهج الثاني ، الذي يبحث في المستقبل ، على تقنية الحقن التي يتم تنقيحها بشكل أكبر من قبل Cespira ، وهو مشروع مشترك أنشئ في عام 2024 بين مجموعة فولفو وأنظمة وقود ويستبورت لتسريع تطوير وتسويق أنظمة الوقود ذات الحقن المباشر عالي الضغط (HPDI ™) للمحركات الهيدروجينية والاحتراق من الغاز الطبيعي. ساهم ويستبورت بالملكية الفكرية والأصول والفرص التجارية للمشروع ، في حين استحوذت فولفو على 45 ٪ من حصة مبدئية بقيمة 28 مليون دولار ، مع 45 مليون دولار إضافية مرتبطة بالمعالم القائمة على الأداء. تركز Cespira على تكييف تكنولوجيا محرك الاحتراق الداخلي للتشغيل على الوقود الأنظف مع تلبية معايير الانبعاثات الصارمة بشكل متزايد مثل لوائح EURO 7 و US EPA. توفر محركات HPDI بديلاً قابلاً للتطبيق لخلايا الوقود من خلال السماح باستمرار استخدام بنية المحرك المألوفة القائمة على الديزل-مما يجعل الانتقال أكثر فعالية من حيث التكلفة لمشغلي OEMs ومشغلي الأسطول.
في هذا الإعداد ، يتم حقن الهيدروجين في غرفة الاحتراق حيث يتم ضغط الهواء ، إلى جانب كمية صغيرة من الوقود التجريبي مثل وقود الديزل الحيوي ، والذي يستخدم لبدء الاشتعال وما يترتب على احتراق الهيدروجين بالهواء. يستخدم نظام حقن الوقود في فولفو حاقن إبرة متحدة المركز – وهي تقنية حاصلة على براءة اختراع تقدم بدقة الوقود التجريبي والهيدروجين في الأسطوانة. يقوم أولاً بحقن كمية صغيرة من الوقود التجريبي لبدء الاحتراق ، يليه غاز الهيدروجين عالي الضغط.
من خلال تقدم كل من تقنيات الهيدروجين المباشرة للوقود المزدوج والضغط العالي-من خلال الابتكار الداخلي والشراكات الاستراتيجية مثل CMB.Tech و Cespera-تخلق Volvo بدائل عملية وقابلة للتطوير لنقل الوقود الأحفوري. جنبا إلى جنب مع مركبات البطاريات الكهربائية ومحركات خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين ومحركات الديزل ، فإن استراتيجية فولفو التي تتراوح بين ثلاثة شركات تقود المنافسة المستهدفة نحو تلبية معايير الاستدامة العالمية.