Technológia palivových článkov od spoločnosti Linde Material Handling
S vodíkom do budúcnosti
Aké by to bolo, keby doplnenie paliva do vozíka trvalo iba tri minúty a pri prevádzke by nevznikali žiadne emisie? To, čo znie len ako želanie predstavuje dve výrazné výhody jedného z najperspektívnejších energetických systémov budúcnosti: technológie palivových článkov.
Pri výbere vhodného energetického systému pre vysokozdvižné vozíky zohrávajú okrem požiadaviek na použitie dôležitú úlohu aj aspekty, ako priestor potrebný na doplnenie paliva alebo nabíjanie, energetické náklady a ekologická udržateľnosť. Po zohľadnení týchto faktorov sa do popredia stále viac dostávajú alternatívne pohonné systémy, ktoré prinášajú výhody oproti konvenčným riešeniam, ako sú napríklad olovené batérie.
Okrem lítiovo-iónových akumulátorov sem patria aj palivové články. Spoločnosť Linde Material Handling začala ako prvá s vývojom tejto technológie a od roka 2000 vyvíja použiteľné riešenia. Logistické podniky tak majú príležitosť už dnes profitovať z tejto technológie budúcnosti.
Efektívna podniková logistika v spoločnosti Mercedes-Benz
S heslom „Daimler Goes Green“ testuje spoločnosť Mercedes-Benz používanie vysokozdvižných vozíkov s pohonom na palivové články. Konkrétnym miestom testovania bol najväčší závod na výrobu modelov Sprinter na svete v Düsseldorfe. Obľúbené dodávky sa tu vyrábajú v trojzmennej prevádzke.
Vodíková technológia pomáha ušetriť čas a personálne náklady na výmenu batérií. Za tri minúty je palivový článok znova naplnený vodíkom a vozík sa môže opäť používať. Technológia tak vytvára ideálne podmienky na hladkú výmenu zmien.
8 výhod vodíkovej technológie
ideálne oblasti použitia
Viaczmenná prevádzka
Vďaka tomu, že netreba vymieňať batérie a vďaka rýchlemu tankovaniu a neustálemu zvyšovaniu výkonu energetického systému, zvyšujú palivové články efektivitu v náročnej viaczmennej prevádzke. Technológia je preto zaujímavá tak pre výrobné prostredia, ako aj pre intenzívne logistické služby, napríklad internetový zásielkový obchod.
Potravinársky a farmaceutický priemysel
V logistike potravinárskeho priemyslu zohrávajú hlavnú úlohu hygienické požiadavky, ako je „Analýza rizika a stanovenie kritických kontrolných bodov“ – Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP). Aj vo farmaceutickom odvetví platia prísne požiadavky, napríklad „Správna distribučná prax“ – Good Distribution Practice (GDP). V porovnaní s olovenými batériami nedochádza v prípade palivových článkov k prípadnému znečisteniu vplyvom kyseliny alebo iných chemikálií.
Automobilový a subdodávateľský priemysel
Vysoká frekvencia prekládok, náročné časové a nákladové limity si vyžadujú v automobilovom a subdodávateľskom priemysle vysokozdvižné vozíky s vysokou dostupnosťou a nepretržitou prevádzkou počas všetkých zmien. Tieto požiadavky optimálne spĺňa technológia palivových článkov.
Obmedzený priestor
Vďaka tomu, že stanice na nabíjanie a výmenu akumulátorov nie sú potrebné možno získať cenný skladovací priestor. Energetický systém s nízkymi emisiami navyše šetrí vzduch v menších priestoroch.
Palivové články v praxi
Štúdia so skupinou BMW Group potvrdzuje hospodárnosť
Pri vývoji vysokozdvižných vozíkov využívajúcich technológiu palivových článkov sa spoločnosť Linde Material Handling spolieha na silných a skúsených partnerov. V roku 2013 preto bola pod názvom „H2IntraDrive“ spoločne so skupinou BMW Group a katedrou Manipulačnej techniky, toku materiálu a logistiky na Technickej univerzite v Mníchove spustená rozsiahla štúdia ekonomických a technických možností.
Na tento účel sa používali vysokozdvižné vozíky s vodíkovým pohonom pri výrobe karosérií modelov vozidiel BMW i v Lipsku – počas viac ako 20 000 prevádzkových hodín. Výsledok: spoločne vyvinutý vodíkový pohon sa dnes už môže uplatniť na trhu a za určitých podmienok sa dá hospodárne používať. Technológia celkovo presvedčila pri každodennom použití vo výrobnom prostredí vysokou dostupnosťou a menším dopadom na životné prostredie vďaka vodíku získanému z obnoviteľných zdrojov. Od roka 2017 prebieha ďalšia štúdia s názvom FFZ70.
Štúdia so skupinou BMW Group potvrdzuje hospodárnosť
V roku 2013 sme spojili sily so skupinou BMW Group a katedrou logistiky materiálových tokov na Technickej univerzite v Mníchove, aby sme otestovali ekonomický a technický potenciál vodíkovej technológie. Na tento účel absolvovali priemyselné vozíky s vodíkovým pohonom viac ako 20 000 motohodín v karosárni spoločnosti BMW v Lipsku.
Výsledok: H2 pohon presvedčil svojou vysokou dostupnosťou a nízkym vplyvom na životné prostredie. Už vtedy bolo jasné: Táto technológia je predajná a za určitých podmienok aj hospodárna.
Efektívna podniková logistika v spoločnosti Mercedes-Benz
S heslom „Daimler Goes Green“ testuje spoločnosť Mercedes-Benz používanie vysokozdvižných vozíkov s pohonom na palivové články. Konkrétnym miestom testovania bol najväčší závod na výrobu modelov Sprinter na svete v Düsseldorfe. Obľúbené dodávky sa tu vyrábajú v trojzmennej prevádzke.
Vodíková technológia pomáha ušetriť čas a personálne náklady na výmenu batérií. Za tri minúty je palivový článok znova naplnený vodíkom a vozík sa môže opäť používať. Technológia tak vytvára ideálne podmienky na hladkú výmenu zmien.
Riadenie spotreby energie sa pre spoločnosti stáva čoraz viac faktorom úspechu. Týka sa to najmä intralogistiky. Ak sú priemyselné vozíky vybavené správnym pohonným systémom, má to priamy vplyv na výkonnosť, riadenie nákladov a udržateľnosť. V spoločnosti Linde Material Handling preto ponúkame širokú paletu energetických riešení prispôsobených vašim požiadavkám. Tieto riešenia zahŕňajú aj vodíkom poháňané priemyselné vozíky s hybridným systémom pozostávajúcim z palivového článku a lítium-iónovej batérie.
Vodík je bezpochyby dôležitým stavebným kameňom v energetickom mixe budúcnosti, aj keď je jeho použitie obmedzené na úzku oblasť použitia. Vďaka vysokej koncentrácii energie poskytuje vodík približne trikrát viac energie ako benzín. Systémy palivových článkov navyše umožňujú rýchle doplnenie paliva, čo zaisťuje maximálnu dostupnosť vozíkov. Ak sú palivové články navyše naplnené zeleným vodíkom, produkujú nízke emisie a znižujú stopu CO₂.
Zázračný vodík: energia z palivového článku
Vozíky s hybridným systémom pozostávajúcim z palivového článku a batérie sú v podstate elektrické vozíky, ktoré využívajú vodík ako zdroj energie. Elektrina pritom vzniká priamo v priemyselnom vozíku. Všetky potrebné komponenty sa nachádzajú v module Battery Replacement Module (BRM), ktorého rozmery zodpovedajú štandardnému batériovému boxu.
V zásobníkoch palivových článkov reaguje vodík s kyslíkom z okolia a produkuje pritom elektrinu, vodu a teplo (studené spaľovanie). Vzniknutá energia nabíja zabudovanú lítium-iónovú batériu. Slúži ako vyrovnávací zásobník, dodáva vozíku v bežnej prevádzke elektrický výkon a uchováva elektrinu, ktorá vzniká takzvanou rekuperáciou pri brzdení. Ak intenzívna prevádzka vyžaduje vysoký výkon, zásobníky dokážu dodatočne dodávať energiu priamo do vozíka.
Keďže sa vozíky s palivovými článkami nenabíjajú, ale tankujú, nevznikajú prestoje pri nabíjačkách alebo zásuvkách, ktoré sú bežné pri elektrických vozíkoch.
V každodennej prevádzke je vozíky možné používať ako klasické vozíky so spaľovacím motorom. Po niekoľkých minútach pri čerpacom stojane sú opäť plne prevádzkyschopné. V závislosti od typu vozíka vydrží plná nádrž celú zmenu.
Prehľad výhod
Kedy sa oplatí používať vodík?
Napriek veľkým výhodám nie je vodíková technológia najvhodnejším riešením pre všetky prípady. Na zaručenie efektívneho používania by mali byť splnené určité požiadavky. Medzi ne patrí určitá veľkosť flotily a daný počet prevádzkových hodín.
Nasledujúci prehľad zobrazuje, kedy sú systémy palivových článkov obzvlášť vhodné a ktoré odvetvia z nich môžu najviac profitovať.
Vysoké vyťaženie
Priemyselné vozíky s vodíkovým pohonom sú obzvlášť efektívne a majú dlhú životnosť, keď sú v trvalej prevádzke, keďže časté zapínanie a vypínanie vedie k rýchlejšiemu znehodnoteniu palivových článkov. Optimálne je využívať túto technológiu v dvojzmennej alebo viaczmennej prevádzke. Pri používaní s menej ako 1 200 motohodinami za rok nemá používanie systémov palivových článkov význam z technického ani ekonomického hľadiska. Ak sa však používajú nepretržite každý deň, napríklad v automobilovom a dodávateľskom odvetví, osvedčujú sa ako vhodná alternatíva k vozíkom so spaľovacím motorom a elektrickým priemyselným vozíkom s olovenou batériou.
Prísne hygienické normy
V porovnaní s olovenými batériami nevznikajú pri používaní palivových článkov žiadne znečistenia spôsobené kyselinou alebo inými chemikáliami. Táto technológia sa ako alternatíva môže používať napríklad v odvetviach s prísnymi hygienickými požiadavkami, ako je potravinárske alebo farmaceutické odvetvie.
Minimálny počet vozíkov
Používanie vozíkov s vodíkovým pohonom sa spravidla oplatí pri veľkosti flotily väčšej ako 20 vozíkov s intenzívnym používaním. Dôvodom sú v neposlednom rade vysoké investičné náklady. Zavedenie vodíkového riešenia zahŕňa nielen nákup vhodných vozíkov, ale aj investície do potrebnej infraštruktúry. Čím väčšia je flotila a čím vyšší je pracovný výkon na vozík a rok, tým rýchlejšie sa používanie vodíka oplatí.
Existujúca infraštruktúra
Dostupnosť vodíka na mieste má rozhodujúci význam pre efektívne používanie tejto technológie. Celkovo sa priemyselné vozíky so systémom palivových článkov najviac oplatia, ak je vodík (a teda aj potrebná infraštruktúra) už k dispozícii. Napríklad preto, že vodík je vedľajším produktom, je potrebný pre výrobný proces, alebo preto, že kombinovaná tepláreň a flotila vozidiel sú poháňané vodíkom. Vo všetkých týchto prípadoch sú predpoklady na hospodárne využívanie vozíkov s vodíkovým pohonom ideálne. Ak sa vodíková infraštruktúra ešte len musí vybudovať, je potrebné hospodárnosť preveriť.
Obmedzené napájanie elektrinou
Vodík sa dá jednoducho prepravovať a používať na miestach, na ktorých nie je k dispozícii napájanie elektrinou alebo je to možné len so značným úsilím. Napríklad energetická infraštruktúra spoločnosti nemusí byť dostatočná na to, aby celá flotila prešla na lítium-iónové pohony (riziko záťažových špičiek počas nabíjania). V tomto prípade sa vodík ponúka ako výkonná a flexibilne použiteľná alternatíva s nízkymi emisiami.
Dotácie
Vzhľadom na vysoké investície do infraštruktúry sa používanie vozíkov s palivovými článkami doteraz zvyčajne oplatilo len s príslušnými dotáciami. Existuje množstvo programov financovania na úrovni EÚ, krajiny a na regionálnej úrovni. V závislosti od programu sú vozíky a H2 infraštruktúra oprávnené na financovanie. Dôraz sa kladie na objem ušetrených emisií CO2. Čím vyššia je úspora, tým vyššia je pravdepodobnosť získania finančného príspevku.
S vodíkom za optimálnym obchodom
Technológia palivových článkov je principiálne pripravená na použitie a v závislosti od požiadaviek použitia predstavuje pre niektoré podniky dokonca ideálny energetický systém. Vhodné riešenie a súvisiace investície sa musia pritom rozpracovať pre každý podnik individuálne. Pre hospodárne a efektívne používanie je treba spĺňať určité predpoklady:
- Veľkosť vozového parku: hospodárnosť prevádzky sa dosahuje pri počte približne20 vozíkov a viac
- Infraštruktúra: pri existujúcej vodíkovej infraštruktúre na tankovanie je spravidla možné hospodárne používanie. Ak sa táto infraštruktúra ešte len musí vytvoriť, treba hospodárnosť preveriť prípad od prípadu.
- Dotácie: ak existuje možnosť získať na budovanie udržateľného vozového parku s vodíkovým pohonom dotácie, zvyšuje sa pravdepodobnosť, že sa dá realizovať udržateľné riešenie.
Investície do udržateľnej technológie
Spoločnosť Linde Material Handling považuje palivové články za pokrokovú technológiu budúcnosti. Z tohto dôvodu podnik postupne integruje príslušné riešenia do nových produktov. Vďaka tomu sa tento výnimočný energetický systém postupne vyvíja až na produkt každodennej potreby, ktorý v mnohých oblastiach nahradí konvenčné pohony.
Všetko na H2: Riešenia spoločnosti Linde
Už v roku 2000 sme v spoločnosti Linde vyvinuli prvý plne funkčný vysokozdvižný vozík poháňaný palivovými článkami. O necelých desať rokov neskôr sme ako prvý výrobca v Európe začali sériovo vyrábať vodíkové vozíky. Dnes je 80 percent našich konštrukčných radov na požiadanie k dispozícii s vodíkovým pohonom. Patria sem:
- Nízkozdvižné paletové vozíky
- Dvojité stohovacie vozíky
- Vysokozdvižné ručne vedené (stohovacie) vozíky
- Vychystávacie vozíky
- Ťahače
- Vysokozdvižný vozík s meniteľným dosahom
- Vozíky s protizávažím
Systém palivových článkov „Linde HyPower“
Aj v prípade vodíkovej technológie ponúka spoločnosť Linde kompletné riešenia. Naši zákazníci dostávajú vozíky, systémy palivových článkov a príslušný servis z jedného zdroja. Vo vývojovom stredisku spoločnosti Linde v Aschaffenburgu sme vyvinuli 24-voltový hybridný systém s palivovými článkami Linde HyPower, ktorý používateľom ponúka množstvo zlepšení:
- Výkonné zásobníky a veľkú lítium-iónovú batériu
- Konštantne vysoká úroveň výkonu
- Maximálna energia pri špičkovom zaťažení
- Okamžitá príprava na použitie bez zavádzania
- Dlhá životnosť celého systému
- Mimoriadne tichá prevádzka
- Optimálna integrácia do vozíkov od spoločnosti Linde
Nový systém Linde HyPower 24V Fuel Cell je k dispozícii pre rôzne nízkozdvižné paletové vozíky, vysokozdvižné ručne vedené vozíky, dvojité stohovacie vozíky, vychystávacie vozíky a ťahače.
Bez toho nič nefunguje
Otázka infraštruktúry
Vodíkové vozíky majú veľa výhod, ale aj vysoké nároky na infraštruktúru. Potrebný vodík sa dodáva buď cisternami alebo potrubím, alebo si ho spoločnosť vyrába priamo vo svojich priestoroch. Ak chcú spoločnosti vyrábať vlastný vodík, je potrebná ďalšia energia na prevádzku zariadenia na elektrolýzu.
Na samotnú prepravu a skladovanie musia byť k dispozícii určité komponenty, ako sú nádrže, potrubia alebo vysokotlakové zásobníky.
Na úsporu nákladov a zníženie vlastných emisií CO₂ spoločnosti možno použiť elektrinu z vlastných veterných turbín alebo fotovoltaických systémov. Vlastná vodíková infraštruktúra je v zásade spojená s rozsiahlymi opatreniami a investíciami. Priemyselné vozíky s palivovými článkami sa preto oplatí používať najmä vtedy, ak spoločnosť už používa vodík na iné účely alebo ak je vodík vedľajším produktom vo výrobnom procese.
Od výroby po natankovanie: Spoločnosť Linde prevádzkuje vlastnú vodíkovú infraštruktúru
Spoločnosť Linde prevádzkuje od mája 2023 v Aschaffenburgu svoju vlastnú vodíkovú infraštruktúru. V areáli sa prostredníctvom elektrolýzy vyrába z certifikovanej zelenej elektriny vodík. Infraštruktúra spoločnosti Linde dodáva vodík na natankovanie 21 vysokozdvižných vozíkov s hybridným pohonom s palivovými článkami. Spoločnosť Linde tak rozširuje svoje know-how o technológiu budúcnosti – o vodík.
