凱黑塞-能源系統專家

氫氣，燃料電池

在通往氣候中立的未來的道路上，電動汽車在運輸和物流領域發揮著重要作用。進一步減少二氧化碳排放的要求是越來越多地使用替代驅動裝置的關鍵驅動力。對于內部物流行業來說，這個話題并不新鮮：豐田在電動工業車輛方面已經有超過50年的經驗。各種電池技術和它們的性能以及所需的充電基礎設施是眾所周知的。在豐田物料搬運公司的整個產品組合中，約有90%是電動叉車，它們既可使用傳統的鉛酸電池，也可使用鋰技術。鋰技術的良好能源效率使運營商不僅可以節省能源成本，還可以減少二氧化碳排放。但是，如果現有的電力能力不足以滿足這項技術，或者沒有足夠的時間和空間進行充電過程，怎么辦？那么使用氫氣的燃料電池推進可以成為一個答案。

豐田在燃料電池領域的先驅作用

在汽車領域，豐田被認為是電動、混合動力和燃料電池技術領域替代驅動的先驅和創新領導者。

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汽車的道路。我們的混合動力技術（以及燃料電池技術）的發明者和教父，Takeshi Uchiyamada，自 2013 年起擔任我們的董事長。擔任此職位的一位久經考驗的研發專家強調了動力總成多樣性對我們集團的重要性。“

世界上第一輛燃料電池汽車 Toyota Mirai

豐田從 2014 年開始生產世界上第一輛燃料電池汽車 Toyota Mirai ，并且已經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工廠生產的，該工廠于 2020 年開業。第一年將在那里生產30,000個燃料電池堆和氫罐，這些產品將在國內市場用于其他商用車輛，例如公共汽車。與此同時，在德國，這項技術也已經到來。數百輛豐田 Mirai 在德國道路上行駛，氫罐基礎設施正在不斷擴大。國家資助加速了擴張。

德國氫能戰略

燃料電池最近被聯邦政府命名為國家氫戰略宣布時最重要的未來技術。它在大氣氧氣的幫助下將氫氣轉化為水。在這種化學反應過程中，釋放出的電能為電動機提供動力。

作為國家氫能戰略的一部分，目前各聯邦部委正在推動發展，因為靈活的能源載體對于德國的能源轉型是必不可少的。其目的是建立具有國際競爭力的氫經濟。這就是聯邦政府提供 90 億歐元資金的原因。有關該策略的具體內容的更多信息，請參見此處。

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

豐田物流搬運電動叉車

燃料電池是如何構成的？

叉車和倉庫設備氫驅動的核心是燃料電池系統

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

豐田在美國和歐洲成功實施燃料電池叉車車隊

豐田物流搬運電動叉車

目前，豐田約 90% 的電動工業車輛車隊都配備了燃料電池驅動器，并通過了歐洲指南的認證。其他設備將緊隨其后。在美國，豐田物料搬運及其子公司已經實施了多達 500 臺設備的項目，包括窄通道設備、前移式叉車和拖拉機。用戶包括食品行業、汽車行業、（郵購）貿易和物流以及機場和港口的公司。但是，這家世界工業叉車市場的領導者還在日本和意大利的自有生產設施以及法國、挪威和芬蘭的客戶中運營部分氫燃料車隊，這意味著它已經擁有多年的實際運營經驗.位于意大利費拉拉的桅桿工廠是 Toyota Material Handling Europe 的試點工廠。這里獲得了對客戶項目的重要見解——既來自對我們自己的氫叉車車隊的實際測試，也來自與合作伙伴在氫基礎設施的規劃和基于需求的開發方面的合作。

使用德國聯邦資助計劃和區域倡議

在全球范圍內，美國市場處于領先地位，目前使用的燃料電池工業叉車約有 35,000 輛。其原因包括稅收優惠和現有的氫工業。日本甚至計劃到 2030 年生產 10,000 輛氫叉車，而在歐洲，目前只有大約 600 臺設備在使用——盡管該技術已經過試驗和測試并可以使用。

這應該隨著聯邦政府的國家氫戰略和叉車車隊運營商的特別資助計劃而改變。為了推進氫動力車隊和加氫基礎設施的擴張，聯邦交通和數字基礎設施部 (BMWi) 正在為公司提供總計 500 萬歐元的資金，作為”氫和燃料電池國家創新計劃”的一部分技術“。

NOW GmbH 綠色物流和關鍵基礎設施供電項目經理Tobias K?nig說：”叉車車隊和為此所需的整個氫基礎設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 輛采用創新技術的叉車在德國投入使用。

在全球范圍內，美國燃料電池工業叉車市場處于領先地位

德國機械與設備工程協會 e.V. (VDMA) 在其當前的研究“燃料電池技術對機械和零部件供應商行業的影響”中，預計到 2030 年氫動力叉車的市場份額將達到 10% 至 20%，具體取決于性能等級。總體而言，制造商已經對氫解決方案作為工業叉車的驅動力產生了更大的興趣并增加了需求，特別是在新的物流中心項目中。

叉車燃料電池技術的優勢：

●無排放運行，僅將蒸餾水作為“副產物”。

●無需在充電過程中更換電池或停機，從而節省時間。

●設備可用性高，加氫僅需 2-3 分鐘。

●不占用土地，不用投資貨艙或通風系統。

●非常靈活，即使在高峰時段，也可以隨時補充加油。

●無需處理電池酸液或鉛等有毒化學品。

●使用“綠色”氫氣時，CO2中性。

●在使用過程中性能沒有下降。

●耐用和低維護。

●可在 - 30°C 至 40°C 的溫度范圍內使用。

豐田物流搬運電動叉車

為什么現在是使用氫氣操作叉車車隊的最佳時機？

目前，燃料電池在其他行業的應用也在上升，特別是在商用車領域，這將為德國和歐洲的氫氣基礎設施的擴展提供動力，并進一步降低氫氣的價格，從而降低燃料電池叉車的運營成本。為此，能源供應商目前正在開發各種解決方案，以運輸和儲存氫氣，或利用可再生能源在現場生成氫氣。氫氣在建筑物內或整個場地的分布，既可以在地下，也可以在屋頂的細線上進行，因此，加氣站可以被安置在工業叉車使用的地方。建筑物外的基礎設施僅限于儲存壓縮機站、中間儲油罐和分配站的小區域。

豐田物料搬運的氫之路

雖然電力成本不斷上漲，但氫的價格隨著產量的增加而下降，這也是公共資助的氫項目的結果。氫動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，車隊越大，每臺設備的運行時間越多，對氫基礎設施的投資和定期維護成本的分配就越好。因此，具有高利用率的大型車隊有助于更快地攤銷成本。

燃料電池技術已經為減少公司的 CO2足跡做出了重大貢獻。作為項目規劃和實施合作伙伴，豐田物料搬運不僅提供最廣泛的工業叉車產品組合，而且還擁有豐富的項目經驗，以及氫能基礎設施的合格規劃者、專家和供應商網絡。可靠且經驗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部物流網絡 (Clean Intralogistics Net) 的合作伙伴，豐田是該網絡的代言人。

來源：南山

利用氫技術已經為內部物流提供的機會和潛力，將氣候保護和可持續性與創新技術的投資安全相結合。

責任編輯：LuYue

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