Technologie palivových článků od společnosti Linde Material Handling
Let’s go Hydrogen
Nakládání s energiemi se pro firmy stává stále častěji faktorem úspěchu. To platí zejména v intralogistice. Pokud jsou manipulační vozíky vybaveny správným pohonným systémem, má to přímý vliv na výkonnost, kontrolu nákladů i udržitelnost. Proto máme ve společnosti Linde Material Handling připravenou širokou škálu energetických řešení odpovídajících konkrétním potřebám. Patří sem také manipulační vozíky na vodíkový pohon s hybridním systémem palivového článku a lithium-iontové baterie.
Vodík je bezpochyby důležitým stavebním prvkem energetického mixu budoucnosti, i když je jeho nasazení omezeno na úzkou oblast použití. Díky vysoké hustotě energie vztažené k hmotnosti poskytuje vodík přibližně třikrát více energie než benzín. Systémy palivových článků také umožňují rychlé doplňování paliva, což zajišťuje maximální dostupnost vozíků. Pokud jsou palivové články poháněné zeleným vodíkem, fungují navíc zcela bez emisí a snižují stopu CO₂.
Zázračný vodík: Energie z palivového článku
Vozíky s hybridním systémem palivového článku a baterie jsou v podstatě elektrické vozíky, které jako zdroj energie využívají vodík. Proud je přitom generován přímo v manipulačním vozíku. Všechny potřebné komponenty jsou obsažené v takzvaném modulu BRM (Battery Replacement Modul), jehož rozměry odpovídají standardní akumulátorové vaně.
V palivových článcích reaguje vodík se vzdušným kyslíkem a přitom vzniká proud, voda a teplo (studené spalování). Získaná energie nabíjí integrovanou lithium-iontovou baterii. Ta slouží jako přechodné úložiště, dodává vozíku elektrickou energii při běžném provozu a ukládá elektřinu, která se získává zpět při brzdění tzv. rekuperací. Pokud intenzivní provoz vyžaduje obzvláště vysoký výkon, mohou palivové články navíc dodávat energii přímo do vozíku.
Vzhledem k tomu, že vozíky s palivovými články se nenabíjejí, ale doplňují palivo, odpadají prostoje u nabíječek nebo zásuvek, jak je to běžné u elektrických vozíků.
V každodenním provozu lze s vozíky zacházet jako s klasickými vozíky se spalovacím motorem: Po několika minutách u čerpadla jsou opět plně funkční. V závislosti na typu vozíku stačí jedno naplnění nádrže na celou směnu.
Přehled výhod
Kdy se vyplatí používat vodík?
Navzdory mnoha výhodám není vodíková technologie nejrozumnějším řešením pro každé použití. Aby bylo zajištěno hospodárné využívání, měly by být splněny určité požadavky. Mezi ně patří mimo jiné určitá velikost vozového parku a určitý počet provozních hodin.
Následující přehled ukazuje, kdy se systémy palivových článků obzvláště vyplatí a která odvětví z nich mohou mít největší prospěch.
Vysoké využití
Manipulační vozíky poháněné vodíkem jsou obzvláště efektivní a mají dlouhou životnost, pokud jsou trvale v provozu, protože časté zapínání a vypínání vede k rychlejší degradaci palivových článků. Optimální je, když uživatelé používají tuto technologii ve dvousměnném nebo vícesměnném provozu. Při nasazení pod 1 200 provozních hodin za rok má použití systémů palivových článků menší technický a ekonomický význam. Ale tam, kde je nepřetržitý provoz na denním pořádku, například v automobilovém a dodavatelském průmyslu, se ukazují jako rozumná alternativa ke spalovacím motorům a elektrickým manipulačním vozíkům s olověnými akumulátory.
Přísné hygienické normy
Při provozu palivových článků nedochází v porovnání s olověnými akumulátory k žádné kontaminaci kyselinami nebo jinými chemikáliemi. Jako čistou alternativu lze tuto technologii použít i v odvětvích s přísnými hygienickými požadavky, jako je potravinářský a farmaceutický průmysl.
Minimální počet vozíků
Nasazení vozíků na vodíkový pohon se zpravidla vyplatí od velikosti vozového parku nad 20 vozíků s intenzivním využitím. Důvodem jsou v neposlední řadě poměrně vysoké investiční náklady. Zavedení vodíkového řešení zahrnuje nejen pořízení vhodných vozíků, ale také investice do potřebné infrastruktury. Čím větší je vozový park a čím vyšší je pracovní výkon na vozík a rok, tím rychleji se používání vodíku vyplatí.
Stávající infrastruktura
Dostupnost vodíku na místě je pro efektivní využití technologie klíčová. Celkově se manipulační vozíky se systémy palivových článků nejvíce vyplatí, když je vodík (a tedy i potřebná infrastruktura) již k dispozici. Například proto, že vodík vzniká jako vedlejší produkt, je potřebný pro výrobní proces nebo proto, že kombinovaná výroba tepla a elektřiny a vozový park jsou poháněné vodíkem. Ve všech těchto případech jsou podmínky pro hospodárné využití vodíkových manipulačních vozíků ideální. Pokud je třeba nejprve vybudovat vodíkovou infrastrukturu, musí se ekonomická životaschopnost zkoumat případ od případu.
Omezené napájení
Vodík lze snadno přepravovat a používat v místech, kde není možné napájení elektrickým proudem nebo je možné jen s velkými náklady. Například energetická infrastruktura podniku nemusí být dostatečná pro přechod celého vozového parku na lithium-iontové pohony (nebezpečí zátěžových špiček během nabíjení). V takovém případě je vodík výkonnou, nízkoemisní a flexibilní alternativou.
Financování
Vzhledem k vysokým investicím do infrastruktury se používání vozíků s palivovými články dosud většinou vyplatilo jen díky odpovídajícím dotacím. Existuje řada podpůrných programů na úrovni EU, států a regionů. V závislosti na programu jsou dotace určené pro vozíky nebo infrastrukturu H2. Důraz je kladen na objem ušetřených emisí CO2. Čím vyšší jsou úspory, tím vyšší je pravděpodobnost přidělení dotace.
Vše na H2: Řešení od společnosti Linde
V roce 2000 jsme ve společnosti Linde vyvinuli první plně funkční vidlicový vysokozdvižný vozík poháněný palivovými články. O téměř deset let později jsme jako první výrobce v Evropě začali sériově vyrábět vozíky na vodík. V současné době je 80 procent našich modelových řad na přání k dispozici s vodíkovým pohonem. Patří mezi ně:
- Nízkozdvižný paletový vozík
- Dvoupatrový nakladač
- Vysokozdvižný ručně vedený vozík
- Vychystávací zařízení
- Tahač
- retrak
- Vysokozdvižný vozík s protizávažím
Systém palivových článků „Linde HyPower“
Společnost Linde nabízí kompletní řešení také pro vodíkovou technologii. Naši zákazníci dostávají vozíky, systémy palivových článků a příslušný servis z jedné ruky. 24voltový hybridní systém Linde HyPower s palivovými články byl vyvinut ve vývojovém centru Linde v Aschaffenburgu a nabízí uživatelům řadu vylepšení:
- Výkonné palivové články a velká baterie Li-ION
- Trvale vysoká úroveň výkonu
- Maximální energie při špičkovém zatížení
- Okamžitá připravenost k použití bez rozbíhání
- Dlouhá životnost celého systému
- Obzvláště tichý provoz
- Optimální integrace do vozíků Linde
Nové palivové články Linde HyPower 24V jsou dostupné pro různé nízkozdvižné a vysokozdvižné vozíky, dvoupatrové nakladače, vychystávací zařízení a tahače.
Bez toho nic nefunguje
Otázka infrastruktury
Vodíkové vozíky mají mnoho výhod, ale zároveň kladou vysoké nároky na infrastrukturu. Potřebný vodík je buď dodáván cisternami či potrubím, nebo jej společnost vyrábí přímo v areálu. Pokud chtějí firmy vyrábět vlastní vodík, je zapotřebí další energie na provoz elektrolýzy.
Pro samotnou přepravu a skladování musí být k dispozici určité komponenty, jako jsou zásobníky, potrubí nebo vysokotlaké skladovací nádrže.
Pro úsporu nákladů a snížení vlastních emisí CO₂ lze využívat elektřinu z vlastních větrných turbín nebo fotovoltaických systémů. Vlastní vodíková infrastruktura je v zásadě spojena s rozsáhlými opatřeními a investicemi. Manipulační vozíky s palivovými články se proto vyplatí zejména v případě, že podnik již vodík používá k jiným účelům nebo pokud vodík vzniká jako vedlejší produkt výrobního procesu.
Od výroby až po doplňování paliva: Linde provozuje vlastní vodíkovou infrastrukturu
Od května 2023 provozuje společnost Linde v Aschaffenburgu vlastní vodíkovou infrastrukturu. V areálu závodu se vyrábí vodík elektrolýzou z certifikované zelené elektřiny. Infrastruktura společnosti Linde dodává vodík pro čerpání paliva do 21 vysokozdvižných vozíků s hybridním pohonem na palivové články. Společnost Linde tím rozšiřuje své odborné znalosti v oblasti perspektivní vodíkové technologie.
Vodíková technologie v praxi
Studie s BMW Group potvrzuje ekonomickou efektivitu
V roce 2013 jsme společně s BMW Group a Katedrou logistiky materiálových toků na Technické univerzitě v Mnichově testovali ekonomický a technický potenciál palivové technologie. Za tímto účelem absolvovaly manipulační vozíky s vodíkovým pohonem v karosárně BMW v Lipsku více než 20 000 provozních hodin.
A výsledek? Vodíkový pohon zaujal svou vysokou dostupností a nízkým dopadem na životní prostředí. Už tehdy to bylo jasné: Tato technologie je konkurenceschopná a za určitých podmínek hospodárná.
Efektivní logistika závodu Mercedes-Benz
Pod heslem „Daimler Goes Green“ Mercedes-Benz testuje vysokozdvižné vozíky s pohonem na palivové články. Dějištěm je největší továrna na výrobu vozů Sprinter na světě v Düsseldorfu. Oblíbené dodávky se zde vyrábějí na tři směny.
Pomocí vodíkové technologie lze ušetřit čas a personální náklady na výměnu baterií. Během pouhých tří minut je palivový článek opět naplněný vodíkem a vozík je připravený k provozu. Tato technologie tak vytváří ideální podmínky pro plynulé střídání směn.
