在联邦州北莱茵威斯特法伦,在用大约150万欧元资助的研究倡议“Progres.nrw”范围内,一个大型喷漆厂在其日常工作中使用了燃料电池驱动的叉车,这种叉车同其他地面运输工具一起工作,并显示出其强大的竞争力。
十多年来,汉堡仓库系统专家Still公司与很多合作伙伴一起,研究如何使叉车更好地在不同的环境中工作和环境友好的驱动方案,该企业也因此多次受到奖励。2003年,汉堡首次推出燃料电池叉车,即用氢气驱动的地面运输工具,具体体现在燃料电池将化学能转化成电能。燃料电池从氢气中获得电能,其使用对环境无害且可再生的能源,比内燃机具有更高的效率。如果想对汽车加速,则需要更大的电流,这些电流只有额外的中间存储器能够提供,比如高能电容器、铅或锂离子电池。在一项研究倡议项目范围内,一家大型漆厂在其日常工作中使用了燃料电池驱动的叉车(图1)。
图1 在一项研究倡议项目范围内,一家大型漆厂在其日常工作中使用了燃料电池驱动的叉车
燃料电池不会和普通电池形成竞争
燃料电池(BZ)不会和普通电池形成竞争,而只是为其提供相应的补充。能量的生产和存储彼此协调一致,同时燃料电池系统可以监控电池的充电状态,一旦达到了低电状态,燃料电池就再次为电池充电,这样就不再需要长达7 h的充电时间了。如果燃料电池的生产成本能够继续下降,那么其技术在经济上将是占有很大优势的。节约的好处也表现在多班制的工作形式上,因为不必再准备替换用的电池。
氢气箱有两个39 L的压力容器,在350 bar(1bar=105Pa)的压力下可以装入2 kg的氢气——高达700 bar的压力容器已经在试验中。经过换算,这相当于10 L的柴油,而且可以用在普通叉车上,一个班次下来只需停车加氢气两次。在BASF厂区的加油站,加满氢气只需几分钟。根据使用时的负荷情况不同,BASF分销中心使用的伸缩杆叉车FM-X 20每个班次只须加一次氢气。
在不同的项目中,比如慕尼黑和汉堡机场,或者慕尼黑天然气Linde公司,对使用燃料电池的叉车及其他生产用车辆进行测试已经有很长一段时间。不久前,油漆制造商BASF Coatings公司也加入了测试者的行列,比如在该公司设在明斯特安那的工厂里也使用了一种采用燃料电池的伸缩杆式叉车,此类叉车在同类中属于佼佼者。北莱茵威斯特法伦的研究项目中首次装备了一台采用燃料电池的伸缩杆式叉车(图2)。
图2 在北莱茵威斯特法伦的研究项目中首次装备了一台采用燃料电池的伸缩
氢气叉车对叉车队伍有补充作用
许多公司都参与到了BASF公司对叉车进行测试的项目中,他们相互分工合作:Linde天然气公司——欧洲工业天然气的领先生产者,主管方案设计和氢气加油站的建设;Hoppecke公司提供燃料电池技术;Still公司集成燃料电池,并对R 60型正面叉车和FM-X型伸缩杆式叉车的机械和电器接口进行调整。
在BASF厂区的自设车间里,Still作为全程服务商对所有地面运输工具和仓库技术设备进行修理和维护已有十多年。两台新型氢气叉车对叉车车队起到了补充作用,车队包括大约100台自用叉车和60台专供外部制造商使用的专用车辆。
采用交流电和燃料电池驱动的Still长轴距正向叉车R 60-25 L,会用于企业内部的运输,取代旧的电动拖车。根据路线车辆原理,氢气叉车不仅将成品运输到分销中心,而且也在不同的生产场所之间运输打底油、工业漆及汽车漆。与拖车相反,普通叉车能够将重达2.5 t的各种重物从交货台提升到托盘传送机上。
对于分销中心的内部运输,采用的是智能燃料电池伸缩杆式叉车Still FM-X 20。利用这种伸缩杆式叉车,可以把托盘从高货架自动仓库和小型成捆包装设备的不同传送位置运送到预配货区。
氢气燃烧能量巨大
Still公司利用燃料电池技术,在运输工具的设计中采取了很多先进步骤,这项技术只需加氢气,且只需持续几分钟,不再需要漫长的充电时间,也不需要进行非常困难而麻烦的电池更换(图3)。
图3 由于采用了燃料电池技术,叉车只需用几分钟即可加满氢气,不再需要漫长的充电时间或者麻烦的电池更换了
此外,从氢气和氧气的化合物中获取电能也有着巨大的优势。一方面,60%的效率远远高于传统内燃机的效率,而后者的效率仅为40%。另一方面,氢气的燃烧能量巨大,无有害物质且对于环境保护方面有益。然而由于氢气的制造成本还很高,燃料电池技术目前还没有竞争力。但是,一旦能够顺利地制造出氢气,则燃料电池的水平将迅速提升;在技术方面,有太阳能技术的帮助,已经可以做到无CO2排放。因此,燃料电池在气候讨论过程中将可获得更大的份量。但要达到成批生产,可能还要持续若干年。
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