De toekomst in met waterstof
Heftrucks op waterstof: toekomstmuziek of realiteit?
Wat dacht u van het bijtanken van een heftruck in slechts drie minuten én geen uitstoot tijdens het gebruik? Wat klinkt als wishful thinking zijn de twee belangrijkste voordelen van één van de meest veelbelovende energiesystemen van de toekomst: brandstofceltechnologie.
Naast de toepassingen spelen aspecten zoals de vereiste ruimte voor het tanken of opladen, de energiekosten en de milieuvriendelijkheid een belangrijke rol bij de keuze voor energiesysteem. Met dit in het achterhoofd is er steeds meer aandacht voor alternatieve aandrijfsystemen die voordelen bieden ten opzichte van conventionele oplossingen zoals loodzuurbatterijen of verbrandingsmotoren.
Daarbij gaat het niet alleen om lithium-ion batterijen, maar ook om brandstofcellen. Linde Material Handling was de eerste fabrikant die deze technologie begon te onderzoeken en ontwikkelt sinds 2000 gebruiksklare oplossingen. Dit geeft logistieke bedrijven de kans om vandaag al te profiteren van deze toekomstgerichte technologie.
Hoe werken brandstofcellen?
Brandstofcellen werken op dezelfde manier als batterijen, dat wil zeggen dat energie wordt opgewekt door een chemische reactie. Het cruciale verschil: In de brandstofcel reageren waterstof en zuurstof om elektriciteit, warmte en water te produceren. Dit proces wordt ook wel 'koude verbranding' genoemd en heeft enkele voordelen, maar ook technische uitdagingen.
Linde heeft, samen met technologiepartners én door zelf de trucks te modificeren, deze uitdagingen opgelost. De opgewekte warmte wordt bijvoorbeeld afgevoerd door een ventilator. Daarnaast zorgt een extra lithium-ion batterij in dit hybride systeem ervoor, dat pieken in de prestaties worden opgevangen. Ook wordt de remenergie geregenereerd en teruggevoerd naar de batterij. Dit betekent dat niets het dagelijks gebruik in de logistiek in de weg staat. Integendeel, de technologie heeft enkele verbazingwekkende eigenschappen die de manier waarop industriële trucks worden gebruikt voor altijd zullen veranderen.
8 voordelen van waterstoftechnologie
- Snel tanken
- Lagere operationele kosten
- Veilig gebruik
- Schone verwerking
- Langere levensduur
- Efficiënt gebruik van ruimte
- Milieuvriendelijk
- Modern energiesysteem
Ideale toepassingen
- Ploegendienst
Door het overbodig maken van batterijwissels, samen met het snel tanken en het continue prestatieniveau van het energiesysteem, verhogen brandstofcellen de efficiëntie in veeleisende multi-shift toepassingen. Dit maakt de technologie interessant voor productieomgevingen, maar ook voor intensieve logistieke diensten, zoals E-commerce.
- Levensmiddelen- en farmaceutische industrie
Hygiëne-eisen zoals Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP) spelen een centrale rol in de logistiek van de voedingsmiddelenindustrie. Ook in de farmaceutische industrie gelden de strenge richtlijnen van de 'Good Distribution Practice' (GDP). In vergelijking met loodzuurbatterijen sluiten brandstofcellen mogelijke verontreiniging door zuur of andere chemicaliën uit.
- Auto- en toeleveringsindustrie
Hoge omloopsnelheden, krappe deadlines en kostendoelstellingen in de auto- en toeleveringsindustrie vereisen industriële trucks met een hoge beschikbaarheid en continue prestatieniveaus in alle ploegendiensten. Brandstofceltechnologie is de optimale oplossing voor deze eisen.
- Krappe ruimtes
Door het overbodig maken van laad- en wisselstations voor batterijen kan waardevolle opslagruimte worden gewonnen. Het emissie-arme energiesysteem beschermt ook de omgevingslucht bij beperkte ruimte.
Studie met BMW Group bevestigt economische efficiëntie
Linde Material Handling vertrouwt op sterke en ervaren partners voor de ontwikkeling van industriële trucks met brandstofceltechnologie. Onder de naam "H2IntraDrive" is in 2013 samen met de BMW Group en de vakgroep Materials Handling Material Flow Logistics van de Technische Universiteit van München een uitgebreide studie gestart naar de economische en technische mogelijkheden.
Voor dit doel werden vorkheftrucks op waterstof ingezet in de carrosserieafdeling van BMW-i wagens in Leipzig - gedurende meer dan 20.000 bedrijfsuren. Het resultaat: de gezamenlijk ontwikkelde waterstofaandrijving is nu al marktrijp en kan onder bepaalde voorwaarden economisch worden ingezet. De technologie maakte een uitstekende algemene indruk, door zijn hoge beschikbaarheid bij dagelijks gebruik binnen een productieomgeving aan te tonen, en minder milieueffecten door het gebruik van regeneratief geproduceerde waterstof. Een andere studie loopt sinds 2017 onder de naam FFZ70.
Praktijktest in overslagmagazijn van DB Schenker
'E-LOG-BioFleet' is een gezamenlijk project van Linde Material Handling, Fronius International, DB Schenker, OMV, HyCentA Research en Joanneum Research. In een van de overslagmagazijnen van DB Schenker in Hörsching, Oostenrijk, werden tien pallettrucks met hybride brandstofcelaandrijving en het eerste inpandige tanksysteem voor waterstof in Europa in de praktijk getest.
In het met overheidsgeld gefinancierde project konden de trucks na een korte introductiefase volledig in de ploegendienst worden geïntegreerd. De energie wordt opgewekt door de brandstofcel. Een geïntegreerde lithium-ion batterij dekt de vermogenspieken en slaat de teruggewonnen energie op tijdens het remmen.
Dankzij een geoptimaliseerde werkingsstrategie en de recuperatie van remenergie bereikte het systeem een hoge efficiëntiegraad tot 53 procent. Tegelijk produceerde de truck over zijn hele levenscyclus een derde minder broeikasgassen dan een vergelijkbaar voertuig met loodzuuraccu. De waterstof was afkomstig van gereformeerd biogas.
Efficiënte fabriekslogistiek bij Mercedes-Benz
Onder het motto 'Daimler Goes Green' test Mercedes-Benz het gebruik van vorkheftrucks met brandstofcelaandrijving. De locatie is de grootste fabriek ter wereld voor Mercedes Sprinter bestelwagens in Düsseldorf. De populaire transporters worden hier in drieploegendienst geproduceerd.
De waterstoftechnologie helpt om tijd en personeelskosten te besparen door het niet meer te hoeven wisselen van accu's. Binnen slechts drie minuten wordt de brandstofcel met waterstof bijgevuld en is de truck weer klaar voor gebruik. De technologie schept daarmee de ideale voorwaarden voor soepele ploegenwisselingen.
Het bereiken van de optimale business case met waterstof
Brandstofceltechnologie is in principe klaar voor gebruik en vormt, afhankelijk van de toepassing, voor sommige bedrijven zelfs het ideale energiesysteem. De juiste oplossing en de bijbehorende investeringen moeten echter voor elk bedrijf afzonderlijk worden bekeken. Er zijn een aantal voorwaarden voor een economisch en efficiënt gebruik:
- Omvang van de vloot: In de regel ontstaat een economische business case bij het gebruik van ongeveer 20 voertuigen.
- Infrastructuur: Wanneer er een reeds bestaande waterstofinfrastructuur voor het tanken aanwezig is, is economisch gebruik meestal mogelijk. Indien deze infrastructuur van de grond af moet worden opgebouwd, moet de economische levensvatbaarheid van geval tot geval worden onderzocht.
- Subsidies: Wanneer er subsidiemogelijkheden zijn voor de totstandbrenging van een duurzaam, op waterstof rijdend wagenpark, vergroot dit de kans dat een levensvatbare oplossing kan worden geïmplementeerd.
Veelgestelde vragen over waterstof
Wanneer loont het om waterstof te gebruiken in de intralogistiek?
Wanneer loont het om waterstof te gebruiken in de intralogistiek?
Ondanks de vele voordelen is waterstoftechnologie niet de meest verstandige oplossing voor alle toepassingen in warehouses en magazijnen. Er moet aan bepaalde eisen worden voldaan om zuinig gebruik te garanderen. Deze omvatten een bepaalde omvang van de (heftruck)truckvloot en een bepaald aantal bedrijfsuren.
Hieronder geven we aan wanneer brandstofcelsystemen bijzonder de moeite waard zijn en welke industrieën er het meest van kunnen profiteren:
* Bij veel bedrijfsuren
Door waterstof aangedreven trucks zijn bijzonder efficiënt en duurzaam als ze permanent worden gebruikt, omdat veelvuldig in- en uitschakelen leidt tot snellere degradatie van de brandstofcellen. Gebruikers zetten de technologie bij voorkeur bij twee- of meerploegendienst in. Voor toepassingen met minder dan 1.200 bedrijfsuren per jaar is het gebruik van brandstofcelsystemen technisch en economisch minder zinvol. Maar waar 24-uurs gebruik aan de orde van de dag is, bijvoorbeeld in de auto- en toeleveringsindustrie, blijken ze een zinvol alternatief te zijn voor verbrandingstrucks en elektrische trucks met loodzuurbatterijen.
* Bij strikte hygiënische normen
Vergeleken met loodzuurbatterijen produceren brandstofcellen geen zuur of andere chemische verontreiniging. Als schoon alternatief kan de technologie zelfs worden gebruikt in industrieën met strenge hygiëne-eisen, zoals de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie.
* Minimum aantal trucks
In de regel is het gebruik van waterstofenergie de moeite waard vanaf een wagenpark van meer dan 20 trucks met intensief gebruik. Dit komt niet in de laatste plaats door de relatief hoge investeringskosten. De implementatie van een waterstofoplossing omvat niet alleen de aanschaf van geschikte trucks, maar ook de investering in de benodigde infrastructuur. Hoe groter het wagenpark en hoe hoger de werkopbrengst per truck en per jaar, hoe sneller het gebruik van waterstof rendeert.
* Als integratie in de bestaande infrastructuur
De beschikbaarheid van waterstof op locatie is cruciaal voor een efficiënt gebruik van de technologie. Over het algemeen is intern transport met brandstofcelsystemen het meest interessant als er al waterstof (en dus de benodigde infrastructuur) beschikbaar is. Bijvoorbeeld omdat waterstof een bijproduct is, nodig is voor het productieproces, of omdat de warmtekrachtcentrale en het truckpark worden aangedreven door waterstof. In al deze gevallen zijn de voorwaarden voor economisch gebruik van intern transport op waterstof ideaal. Als de waterstofinfrastructuur eerst moet worden aangelegd, moet de economische levensvatbaarheid per geval worden onderzocht.
* Bij beperkte stroomvoorziening
Waterstof kan gemakkelijk worden getransporteerd en gebruikt op plaatsen waar stroomvoorziening niet mogelijk is of alleen met aanzienlijke inspanningen mogelijk is. De energie-infrastructuur van een bedrijf kan bijvoorbeeld ontoereikend zijn om het hele wagenpark om te bouwen naar lithium-ion aandrijving (risico van belastingspieken tijdens het opladen). In dit geval biedt waterstof een krachtig, emissiearm en flexibel alternatief.
* Met de juiste subsidies
Vanwege de hoge investeringen in de infrastructuur is het gebruik van trucks met brandstofcellen tot nu toe meestal alleen lonend geweest met de juiste subsidies. Er zijn talloze subsidieprogramma's op EU-, nationaal en regionaal niveau. Afhankelijk van het programma komen de trucks of de H2-infrastructuur in aanmerking voor subsidie. De nadruk ligt op de hoeveelheid bespaarde CO₂-uitstoot. Hoe hoger de besparing, hoe groter de kans op een subsidietoeslag.