Tecnologia delle celle a combustibile di Linde Material Handling
Via libera all’idrogeno
L’uso dell’energia sta diventando sempre più un fattore di successo per le aziende. Ciò è ancor più vero nel campo dell’intralogistica. Se i carrelli elevatori sono dotati del giusto sistema di azionamento, ciò ha un impatto diretto sulle prestazioni, sul controllo dei costi e sulla sostenibilità. Ecco perché noi di Linde Material Handling offriamo un’ampia gamma di soluzioni energetiche su misura per le vostre esigenze. Queste includono carrelli elevatori alimentati a idrogeno con un sistema ibrido di celle a combustibile e batterie agli ioni di litio.
L’idrogeno è senza dubbio un elemento importante nel mix energetico del futuro, anche se il suo utilizzo è limitato a una gamma ristretta di applicazioni. Grazie alla sua elevata densità energetica legata alla massa, l’idrogeno ha una resa energetica circa tre volte superiore a quella della benzina. I sistemi di celle a combustibile consentono inoltre un rifornimento rapido, che garantisce la massima disponibilità dei carrelli elevatori. Alimentate con idrogeno verde, le celle a combustibile funzionano inoltre a emissioni zero e riducono l’impronta di CO₂.
Energia dalle celle a combustibile grazie all’idrogeno
I carrelli elevatori dotati di un sistema ibrido di celle a combustibile e batterie sono fondamentalmente mezzi elettrici che utilizzano l’idrogeno come fonte di energia. L’elettricità viene generata direttamente su tali mezzi. Tutti i componenti necessari sono contenuti nel cosiddetto “Battery Replacement Module” (BRM), le cui dimensioni corrispondono a quelle di un vano batteria standard.
Nelle pile delle celle a combustibile, l’idrogeno reagisce con l’ossigeno presente nell’aria ambiente per generare elettricità, acqua e calore (combustione a freddo). L’energia ottenuta carica una batteria agli ioni di litio integrata, che funge da accumulatore tampone, fornisce energia elettrica al carrello elevatore durante il normale funzionamento e immagazzina l’elettricità che viene recuperata durante la frenata. Quando le operazioni intensive richiedono una potenza particolarmente elevata, le pile possono fornire energia diretta al carrello elevatore.
Poiché i carrelli elevatori con celle a combustibile non vengono caricati bensì riforniti, i classici tempi di sosta dei mezzi elettrici presso le prese di corrente o i caricabatterie vengono eliminati.
Nell’uso quotidiano, questi possono essere gestiti esattamente come i motori a combustione: dopo pochi minuti di attesa alla colonnina di rifornimento, sono di nuovo pienamente operativi. A seconda del tipo di carrello elevatore, un pieno è sufficiente per un turno completo.
I vantaggi a colpo d'occhio
Quando conviene l’idrogeno?
Nonostante i numerosi vantaggi, la tecnologia a idrogeno non è la soluzione più sensata per tutte le applicazioni. Infatti, per un utilizzo conveniente, devono essere soddisfatti alcuni requisiti. Questi includono una certa dimensione della flotta e un certo numero di ore di funzionamento.
La seguente panoramica mostra quando i sistemi di celle a combustibile sono particolarmente utili e quali sono i settori che possono trarne i maggiori benefici.
Pieno utilizzo
I carrelli elevatori alimentati a idrogeno sono particolarmente efficienti e duraturi quando vengono utilizzati costantemente, perché le frequenti operazioni di accensione e spegnimento portano a un più rapido degrado delle celle a combustibile. Idealmente questa tecnologia va utilizzata su due o più turni. In caso di impieghi al di sotto delle 1.200 ore di esercizio all’anno, l’utilizzo di sistemi con celle a combustibile non è sensato dal punto di vista tecnico ed economico. Invece, quando il funzionamento 24 ore su 24 è all’ordine del giorno, ad esempio nell’industria automobilistica e dell’indotto, questi rappresentano una valida alternativa ai motori a combustione e ai carrelli elevatori elettrici con batterie al piombo-acido.
Rigorosi standard igienici
Rispetto alle batterie al piombo-acido, le celle a combustibile non producono acidi o altre sostanze chimiche. Rappresentando un’alternativa pulita, questa tecnologia può essere utilizzata anche in settori con requisiti igienici rigorosi, come quello alimentare e farmaceutico.
Numero minimo di carrelli elevatori
Di norma, l’idrogeno conviene a partire da una flotta minima di 20 carrelli elevatori con uso intensivo. Ciò è dovuto, non da ultimo, ai costi di investimento relativamente elevati. L’implementazione di una soluzione a idrogeno comporta infatti non soltanto l’acquisto di veicoli adeguati, ma anche l’investimento nelle necessarie infrastrutture. Più voluminosa è la flotta e più alta è la produzione annua per carrello elevatore, più rapidamente si ripaga l’uso dell’idrogeno.
Infrastruttura esistente
La disponibilità di idrogeno sul posto è fondamentale per un suo uso efficiente. In generale, i carrelli elevatori con sistemi di celle a combustibile sono più redditizi quando l’idrogeno (e quindi l’infrastruttura necessaria) è già disponibile, in forma di sottoprodotto, come elemento necessario per il processo di produzione o come soluzione di alimentazione per impianti di cogenerazione o flotte di camion. In tutti questi casi, le premesse per un utilizzo conveniente dei carrelli elevatori a idrogeno sono ideali. Se l’infrastruttura per l’idrogeno deve ancora essere costruita, la redditività va esaminata caso per caso.
Alimentazione elettrica limitata
L’idrogeno può essere facilmente trasportato e utilizzato in luoghi in cui l’alimentazione elettrica non è disponibile o può essere fornita solo a costi elevati. Ad esempio, l’infrastruttura energetica di un’azienda potrebbe non essere sufficiente per convertire l’intero parco veicoli in unità agli ioni di litio (rischio di picchi di carico durante la ricarica). In questo caso, l’idrogeno rappresenta un’alternativa potente, a basse emissioni e flessibile.
Sovvenzioni
Finora, a causa degli ingenti investimenti a livello infrastrutturale, l’uso dei carrelli elevatori con celle a combustibile si è rivelato conveniente soltanto con sovvenzioni adeguate. A questo riguardo esistono numerosi programmi di incentivazione a livello regionale, statale e anche europeo. A seconda del programma, si possono finanziare i carrelli elevatori o l’infrastruttura a idrogeno. L’aspetto fondamentale è il volume di emissioni di CO2 risparmiate. Maggiore è questo risparmio, più alta è la probabilità di ottenere un finanziamento.
Tutto sui prodotti a idrogeno: soluzioni di Linde
Noi di Linde abbiamo sviluppato il primo carrello elevatore alimentato con celle a combustibile già nel 2000. Meno di dieci anni dopo, siamo stati il primo produttore in Europa a realizzare mezzi alimentati a idrogeno in serie. Oggi, l’80% delle nostre serie è disponibile su richiesta proprio con questa tecnologia. Tra queste sono da citare:
- Transpallet
- caricatori a due piani
- stoccatori
- carrelli commissionatori
- trattori
- carrello elevatore retrattile
- Carrelli elevatori a contrappeso
Sistema di celle a combustibile “Linde HyPower”
Linde offre soluzioni complete anche per la tecnologia a idrogeno. I nostri clienti ricevono i carrelli elevatori, i sistemi di celle a combustibile e i relativi servizi da un unico fornitore. Presso il centro di sviluppo Linde di Aschaffenburg abbiamo progettato il sistema ibrido di celle a combustibile da 24 volt Linde HyPower, che offre agli utenti numerosi miglioramenti:
- potenti pile e grande batteria agli ioni di litio
- livello di potenza costantemente elevato
- massima energia con carico di picco
- disponibilità all’uso immediata senza avviamento
- lunga durata dell’intero sistema
- funzionamento particolarmente silenzioso
- integrazione ottimale nei carrelli elevatori Linde
La nuova cella a combustibile Linde HyPower 24V Fuel Cell è disponibile per diversi transpallet e stoccatori, caricatori a due piani, carrelli commissionatori e trattori.
Niente funziona senza
Una questione di infrastruttura
I veicoli a idrogeno hanno molti vantaggi, ma necessitano anche di particolari infrastrutture. L’idrogeno necessario deve essere fornito tramite autocisterna o conduttura, oppure prodotto direttamente dall’azienda. Se le aziende intendono produrre idrogeno in autonomia, serve energia aggiuntiva per far funzionare l’impianto di elettrolisi.
Solo per il trasporto e lo stoccaggio occorrono diverse strutture, come serbatoi, tubazioni o sistemi di stoccaggio ad alta pressione.
Per risparmiare sui costi e ridurre le proprie emissioni di CO₂, è possibile utilizzare l’energia elettrica proveniente da turbine eoliche o impianti fotovoltaici della stessa azienda. In linea di principio, una propria infrastruttura a idrogeno è associata a misure e investimenti di ampia portata. I carrelli elevatori con celle a combustibile sono quindi particolarmente vantaggiosi se l’azienda utilizza già l’idrogeno per altri scopi o se questo equivale a un sottoprodotto del processo produttivo.
Dalla produzione al rifornimento: Linde gestisce la propria infrastruttura a idrogeno
Da maggio 2023, Linde gestisce la propria infrastruttura a idrogeno presso la sede di Aschaffenburg. L’idrogeno viene prodotto direttamente nell’area aziendale mediante elettrolisi da elettricità verde certificata. L’infrastruttura di Linde fornisce idrogeno per l’alimentazione di 21 carrelli elevatori con motorizzazione ibrida a celle a combustibile. È così che Linde amplia il proprio know-how nel campo dell’idrogeno, una delle tecnologie del futuro.
Uno studio condotto in collaborazione con BMW Group conferma la redditività
Nel 2013, insieme a BMW Group e alla cattedra di movimentazione, flusso di materiali e logistica dell’Università tecnica di Monaco, abbiamo testato il potenziale economico e tecnico della tecnologia a combustibile. A questo scopo, alcuni carrelli elevatori alimentati a idrogeno hanno lavorato per oltre 20.000 ore presso lo stabilimento BMW di Lipsia.
Risultato: Il motore a idrogeno ha convinto per l’elevata disponibilità e il basso impatto ambientale. Già allora era chiaro: la tecnologia è commerciabile e, a determinate condizioni, redditizia.
Logistica efficiente dello stabilimento Mercedes-Benz
All’insegna del motto “Daimler Goes Green”, Mercedes-Benz sta testando l’utilizzo di carrelli elevatori alimentati con celle a combustibile. La sede è lo stabilimento Sprinter di Düsseldorf, il più grande al mondo. Qui i popolari furgoni vengono prodotti su tre turni.
Con l’aiuto della tecnologia a idrogeno, è possibile risparmiare tempo e costi di personale per la sostituzione della batteria. In soli tre minuti, la cella a combustibile viene nuovamente riempita di idrogeno e il carrello elevatore è pronto all’uso. La tecnologia crea quindi le condizioni ideali per un cambio turno senza problemi.
