凱黑塞-能源系統(tǒng)專家

氫氣，燃料電池

在通往氣候中立的未來的道路上，電動(dòng)汽車在運(yùn)輸和物流領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。進(jìn)一步減少二氧化碳排放的要求是越來越多地使用替代驅(qū)動(dòng)裝置的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。對于內(nèi)部物流行業(yè)來說，這個(gè)話題并不新鮮：豐田在電動(dòng)工業(yè)車輛方面已經(jīng)有超過50年的經(jīng)驗(yàn)。各種電池技術(shù)和它們的性能以及所需的充電基礎(chǔ)設(shè)施是眾所周知的。在豐田物料搬運(yùn)公司的整個(gè)產(chǎn)品組合中，約有90%是電動(dòng)叉車，它們既可使用傳統(tǒng)的鉛酸電池，也可使用鋰技術(shù)。鋰技術(shù)的良好能源效率使運(yùn)營商不僅可以節(jié)省能源成本，還可以減少二氧化碳排放。但是，如果現(xiàn)有的電力能力不足以滿足這項(xiàng)技術(shù)，或者沒有足夠的時(shí)間和空間進(jìn)行充電過程，怎么辦？那么使用氫氣的燃料電池推進(jìn)可以成為一個(gè)答案。

豐田在燃料電池領(lǐng)域的先驅(qū)作用

在汽車領(lǐng)域，豐田被認(rèn)為是電動(dòng)、混合動(dòng)力和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域替代驅(qū)動(dòng)的先驅(qū)和創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者。

豐田汽車（歐洲）德國柏林辦事處顧問Stefanie Beck說：”早在 1997 年，豐田就憑借普銳斯踏上了電動(dòng)汽車的道路。我們的混合動(dòng)力技術(shù)（以及燃料電池技術(shù)）的發(fā)明者和教父，Takeshi Uchiyamada，自 2013 年起擔(dān)任我們的董事長。擔(dān)任此職位的一位久經(jīng)考驗(yàn)的研發(fā)專家強(qiáng)調(diào)了動(dòng)力總成多樣性對我們集團(tuán)的重要性。“

世界上第一輛燃料電池汽車 Toyota Mirai

豐田從 2014 年開始生產(chǎn)世界上第一輛燃料電池汽車 Toyota Mirai ，并且已經(jīng)推出了第二代燃料電池轎車。

豐田 Mirai 的燃料電池組件是在日本的一家技術(shù)工廠生產(chǎn)的，該工廠于 2020 年開業(yè)。第一年將在那里生產(chǎn)30,000個(gè)燃料電池堆和氫罐，這些產(chǎn)品將在國內(nèi)市場用于其他商用車輛，例如公共汽車。與此同時(shí)，在德國，這項(xiàng)技術(shù)也已經(jīng)到來。數(shù)百輛豐田 Mirai 在德國道路上行駛，氫罐基礎(chǔ)設(shè)施正在不斷擴(kuò)大。國家資助加速了擴(kuò)張。

德國氫能戰(zhàn)略

燃料電池最近被聯(lián)邦政府命名為國家氫戰(zhàn)略宣布時(shí)最重要的未來技術(shù)。它在大氣氧氣的幫助下將氫氣轉(zhuǎn)化為水。在這種化學(xué)反應(yīng)過程中，釋放出的電能為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。

作為國家氫能戰(zhàn)略的一部分，目前各聯(lián)邦部委正在推動(dòng)發(fā)展，因?yàn)殪`活的能源載體對于德國的能源轉(zhuǎn)型是必不可少的。其目的是建立具有國際競爭力的氫經(jīng)濟(jì)。這就是聯(lián)邦政府提供 90 億歐元資金的原因。有關(guān)該策略的具體內(nèi)容的更多信息，請參見此處。

樂觀的精神也影響著運(yùn)輸和物流業(yè)。但是，盡管歐洲用于公路貨運(yùn)的商用車行業(yè)在很大程度上仍處于發(fā)展階段，但用于工業(yè)叉車的燃料電池技術(shù)已經(jīng)投入使用。

豐田物流搬運(yùn)電動(dòng)叉車

燃料電池是如何構(gòu)成的？

叉車和倉庫設(shè)備氫驅(qū)動(dòng)的核心是燃料電池系統(tǒng)

叉車和倉庫設(shè)備氫驅(qū)動(dòng)的核心是燃料電池系統(tǒng)，由燃料電池堆、氫氣罐（350 bar）、小型鋰電池形式的儲能器和風(fēng)扇組成。電池用于臨時(shí)存儲不需要的能量或通過恢復(fù)獲得的能量，以便快速再次用于峰值負(fù)載。該系統(tǒng)采用傳統(tǒng)鉛酸電池大小的鑄造框架設(shè)計(jì)，可以相對容易地安裝到傳統(tǒng)的電動(dòng)叉車上，并且只需稍作修改。

豐田在美國和歐洲成功實(shí)施燃料電池叉車車隊(duì)

豐田物流搬運(yùn)電動(dòng)叉車

目前，豐田約 90% 的電動(dòng)工業(yè)車輛車隊(duì)都配備了燃料電池驅(qū)動(dòng)器，并通過了歐洲指南的認(rèn)證。其他設(shè)備將緊隨其后。在美國，豐田物料搬運(yùn)及其子公司已經(jīng)實(shí)施了多達(dá) 500 臺設(shè)備的項(xiàng)目，包括窄通道設(shè)備、前移式叉車和拖拉機(jī)。用戶包括食品行業(yè)、汽車行業(yè)、（郵購）貿(mào)易和物流以及機(jī)場和港口的公司。但是，這家世界工業(yè)叉車市場的領(lǐng)導(dǎo)者還在日本和意大利的自有生產(chǎn)設(shè)施以及法國、挪威和芬蘭的客戶中運(yùn)營部分氫燃料車隊(duì)，這意味著它已經(jīng)擁有多年的實(shí)際運(yùn)營經(jīng)驗(yàn).位于意大利費(fèi)拉拉的桅桿工廠是 Toyota Material Handling Europe 的試點(diǎn)工廠。這里獲得了對客戶項(xiàng)目的重要見解——既來自對我們自己的氫叉車車隊(duì)的實(shí)際測試，也來自與合作伙伴在氫基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和基于需求的開發(fā)方面的合作。

使用德國聯(lián)邦資助計(jì)劃和區(qū)域倡議

在全球范圍內(nèi)，美國市場處于領(lǐng)先地位，目前使用的燃料電池工業(yè)叉車約有 35,000 輛。其原因包括稅收優(yōu)惠和現(xiàn)有的氫工業(yè)。日本甚至計(jì)劃到 2030 年生產(chǎn) 10,000 輛氫叉車，而在歐洲，目前只有大約 600 臺設(shè)備在使用——盡管該技術(shù)已經(jīng)過試驗(yàn)和測試并可以使用。

這應(yīng)該隨著聯(lián)邦政府的國家氫戰(zhàn)略和叉車車隊(duì)運(yùn)營商的特別資助計(jì)劃而改變。為了推進(jìn)氫動(dòng)力車隊(duì)和加氫基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)張，聯(lián)邦交通和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部 (BMWi) 正在為公司提供總計(jì) 500 萬歐元的資金，作為”氫和燃料電池國家創(chuàng)新計(jì)劃”的一部分技術(shù)“。

NOW GmbH 綠色物流和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施供電項(xiàng)目經(jīng)理Tobias K?nig說：”叉車車隊(duì)和為此所需的整個(gè)氫基礎(chǔ)設(shè)施的投資以額外投資成本的 40% 的資助率資助。資金可以為項(xiàng)目提供重要幫助。“

有了這筆資金支持，到 2022 年，將有大約 500 輛采用創(chuàng)新技術(shù)的叉車在德國投入使用。

在全球范圍內(nèi)，美國燃料電池工業(yè)叉車市場處于領(lǐng)先地位

德國機(jī)械與設(shè)備工程協(xié)會 e.V. (VDMA) 在其當(dāng)前的研究“燃料電池技術(shù)對機(jī)械和零部件供應(yīng)商行業(yè)的影響”中，預(yù)計(jì)到 2030 年氫動(dòng)力叉車的市場份額將達(dá)到 10% 至 20%，具體取決于性能等級。總體而言，制造商已經(jīng)對氫解決方案作為工業(yè)叉車的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生了更大的興趣并增加了需求，特別是在新的物流中心項(xiàng)目中。

叉車燃料電池技術(shù)的優(yōu)勢：

●無排放運(yùn)行，僅將蒸餾水作為“副產(chǎn)物”。

●無需在充電過程中更換電池或停機(jī)，從而節(jié)省時(shí)間。

●設(shè)備可用性高，加氫僅需 2-3 分鐘。

●不占用土地，不用投資貨艙或通風(fēng)系統(tǒng)。

●非常靈活，即使在高峰時(shí)段，也可以隨時(shí)補(bǔ)充加油。

●無需處理電池酸液或鉛等有毒化學(xué)品。

●使用“綠色”氫氣時(shí)，CO2中性。

●在使用過程中性能沒有下降。

●耐用和低維護(hù)。

●可在 - 30°C 至 40°C 的溫度范圍內(nèi)使用。

豐田物流搬運(yùn)電動(dòng)叉車

為什么現(xiàn)在是使用氫氣操作叉車車隊(duì)的最佳時(shí)機(jī)？

目前，燃料電池在其他行業(yè)的應(yīng)用也在上升，特別是在商用車領(lǐng)域，這將為德國和歐洲的氫氣基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)展提供動(dòng)力，并進(jìn)一步降低氫氣的價(jià)格，從而降低燃料電池叉車的運(yùn)營成本。為此，能源供應(yīng)商目前正在開發(fā)各種解決方案，以運(yùn)輸和儲存氫氣，或利用可再生能源在現(xiàn)場生成氫氣。氫氣在建筑物內(nèi)或整個(gè)場地的分布，既可以在地下，也可以在屋頂?shù)募?xì)線上進(jìn)行，因此，加氣站可以被安置在工業(yè)叉車使用的地方。建筑物外的基礎(chǔ)設(shè)施僅限于儲存壓縮機(jī)站、中間儲油罐和分配站的小區(qū)域。

豐田物料搬運(yùn)的氫之路

雖然電力成本不斷上漲，但氫的價(jià)格隨著產(chǎn)量的增加而下降，這也是公共資助的氫項(xiàng)目的結(jié)果。氫動(dòng)力叉車不僅因其零排放而得分，而且由于快速加油，還提供了全天候的最大可用性。此外，車隊(duì)越大，每臺設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間越多，對氫基礎(chǔ)設(shè)施的投資和定期維護(hù)成本的分配就越好。因此，具有高利用率的大型車隊(duì)有助于更快地?cái)備N成本。

燃料電池技術(shù)已經(jīng)為減少公司的 CO2足跡做出了重大貢獻(xiàn)。作為項(xiàng)目規(guī)劃和實(shí)施合作伙伴，豐田物料搬運(yùn)不僅提供最廣泛的工業(yè)叉車產(chǎn)品組合，而且還擁有豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，以及氫能基礎(chǔ)設(shè)施的合格規(guī)劃者、專家和供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)。可靠且經(jīng)驗(yàn)豐富的合作伙伴很重要，例如那些積極參與使用燃料電池的綠色內(nèi)部物流網(wǎng)絡(luò) (Clean Intralogistics Net) 的合作伙伴，豐田是該網(wǎng)絡(luò)的代言人。

來源：南山

利用氫技術(shù)已經(jīng)為內(nèi)部物流提供的機(jī)會和潛力，將氣候保護(hù)和可持續(xù)性與創(chuàng)新技術(shù)的投資安全相結(jié)合。

責(zé)任編輯：LuYue

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