Akumulatory kwasowo-ołowiowe, baterie w technologii Li-Ion czy wodorowe ogniwa paliwowe? Wybierając najbardziej opłacalny sposób zasilania wózków widłowych, trzeba wziąć pod uwagę wiele czynników. Przedstawiamy najważniejsze z nich.
Unia Europejska dąży do osiągnięcia neutralności klimatycznej gospodarki do 2050 roku. Aby stało się to możliwe, Komisja Europejska i poszczególne kraje narzucają przepisy jak na przykład: opodatkowanie CO2, kosztowne certyfikaty emisyjne albo nawet całkowity zakaz użytkowania silników spalinowych w określonych zastosowaniach. Można spodziewać się, że najpóźniej do 2030 roku w magazynach będą stosowane wyłącznie silniki bezemisyjne. Z drugiej strony presję na bardziej zrównoważony rozwój łańcuchów dostaw wywierają partnerzy biznesowi.
Coraz częściej dostawcy przedsiębiorstw z rozbudowanymi strategiami zrównoważonego rozwoju muszą posiadać certyfikaty dotyczące pochodzenia surowców, warunków produkcji i generowanego śladu węglowego. Kwestia energii, minimalizacji jej kosztów i zarządzania nią staje się w obecnej sytuacji ekologiczno-polityczno-ekonomicznej istotnym elementem przewagi konkurencyjnej firm intralogistycznych oraz jednym z najważniejszych tematów rozważań osób zarządzających magazynami. Podczas webinaru poświęconego sposobom zasilania wózków widłowych eksperci STILL opowiedzieli o kryteriach doboru systemu energetycznego oraz mocnych i słabych stronach najpopularniejszych z nich. Najważniejsze wnioski przedstawiamy poniżej.
Od czego zacząć dobór sposobu zasilania wózków widłowych?
Energia jest cenna i staje się coraz droższa. Dlatego też należy inteligentnie zarządzać jej zużyciem. W logistyce magazynowej pierwszym krokiem do optymalizacji jej wykorzystania jest dobór odpowiedniego systemu zasilania wózków widłowych. Technologiami, które mają obecnie największe znaczenie są: akumulatory kwasowo-ołowiowe, baterie w technologii litowo-jonowej oraz systemy wodorowych ogniw paliwowych. Każda z nich ma swoje specyficzne cechy i jest opłacalna w konkretnych warunkach. Na ile dobra i przyszłościowa będzie decyzja o wyborze konkretnych wózków widłowych i systemu ich zasilania, zależy od takich kryteriów jak m.in.: koszt zakupu i eksploatacji, dostępność robocza pojazdów, specyficzne kwestie infrastruktury magazynu, a także waga przykładana do zrównoważonego rozwoju.
Jakie zalety i wady ma technologia baterii kwasowo-ołowiowych?
Wciąż popularne akumulatory kwasowo-ołowiowe są przede wszystkim ekonomiczne z perspektywy zakupu. Cena baterii tego typu wynosi około 150 euro za kilowatogodzinę. Korzyści uzyskane dzięki niskim kosztom inwestycji równoważone są przez: konieczność utrzymywania stosunkowo skomplikowanej infrastruktury (odrębna, wentylowana akumulatorownia; uzupełnianie elektrolitu) oraz stosunkowo niską wydajność energetyczną. Z punktu widzenia rozwoju technologia ta osiągnęła najpewniej już swój kres. Akumulatory kwasowo-ołowiowe pozostają niezawodnym i bardzo użytecznym systemem zasilania. Są odpowiednie dla użytkowników, którzy używają kilku wózków widłowych przez parę godzin dziennie. Im jednak większa intensywność eksploatacji floty w zakładzie, tym szybszy zwrot z inwestycji w bardziej wydajne rozwiązania. Efekt ten będzie nasilał się wraz z rosnącymi cenami energii elektrycznej i technologicznym rozwojem alternatyw.
Czy warto zainwestować w wózki widłowe w technologii Li-Ion?
Pierwszą rzucającą się w oczy przewagą akumulatorów litowo-jonowych nad kwasowo-ołowiowymi odpowiednikami jest możliwość ich doładowania w dowolnym momencie i w bardzo krótkim czasie – bez ryzyka uszkodzenia akumulatora i skrócenia jego żywotności. Umożliwia to elastyczne użytkowanie pojazdu przez całą dobę, bez konieczności wymiany baterii. Technologia litowo-jonowa zapewnia w ten sposób maksymalną dostępność wózków widłowych nawet podczas pracy wielozmianowej. W większości przypadków jedna godzina ładowania wystarcza na nawet trzy godziny jazdy. Co więcej, ten system energetyczny wiąże się z niewielkimi wymaganiami infrastrukturalnymi. Nie jest potrzebna dodatkowa, centralna akumulatorownia.
Wózki mogą być bezpiecznie ładowane w rozproszonych po całym obiekcie punktach – także z sieci. Wciąż jeszcze te przewagi technologiczne znajdują odzwierciedlenie w cenie. Akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się około 2, 3-krotnie wyższymi kosztami zakupu niż baterie kwasowo-ołowiowe. Przy tej samej pojemności mają jednak co najmniej dwukrotnie wyższą żywotność, a technologia ciągle jest rozwijana i jej ceny w efekcie systematycznie spadają. Stosując baterie Li-Ion korzysta się także na wysokiej wydajności energetycznej i można wyróżnić się dobrymi wskaźnikami w zakresie zrównoważonego rozwoju. To dobre rozwiązanie do nastawionych proekologicznie przedsiębiorstw charakteryzujących się wysoką intensywnością procesów intralogistycznych.
Czy opłaca się zainwestować w wózki widłowe na wodór?
Cechą szczególną systemu zasilania wodorowymi ogniwami paliwowymi jest fakt, że energia elektryczna wytwarzana jest bezpośrednio w pojeździe. W tworzących moduł zastępujący baterię tzw. „stosach” ogniw paliwowych zachodzi przemiana energii chemicznej zmagazynowanej w wodorze w energię elektryczną. Jest ona następnie wykorzystywana do ładowania zintegrowanego akumulatora litowo-jonowego, służącego do ciągłego zasilania pojazdu. Częścią systemu jest również wysokociśnieniowy zbiornik na wodór – w tym m.in. dysza do tankowania. Jest to system typu „all-in-one”.
Ponieważ ogniwa paliwowe nie muszą być ładowane, a jedynie uzupełniane paliwem, nie występują przestoje przy ładowarkach czy gniazdach. Już po 2-3 minutach przy pompie wodoru pojazd znów jest dostępny z pełną „baterią”. Technologia ogniw paliwowych zapewnia więc maksymalną elastyczność w zakresie czasu pracy i pozwala na sprostanie wyśrubowanym wymaganiom wydajnościowym lub na pracę wielozmianową bez ograniczeń. W zależności od typu pojazdu i sposobu użytkowania, jedno napełnienie zbiornika może pozwolić na funkcjonowanie nawet do ośmiu godzin.
Zastosowanie technologii Fuel Cell wymaga jednak zadbania o infrastrukturę do pozyskiwana wodoru – czy to w postaci dostarczanych cystern, czy też własnego elektrolizera. Proces samodzielnego otrzymywania wodoru wymaga jednak dodatkowych nakładów energetycznych. To z kolei może wiązać się z koniecznością wytwarzania energii z turbin wiatrowych lub fotowoltaiki. W porównaniu z bateriami litowo-jonowymi ilość potrzebnej infrastruktury (a co za tym idzie nakładów inwestycyjnych) jest więc dość duża. Dodatkowo, koszt pojedynczego systemu ogniw paliwowych przelicza się obecnie na około 4-5 akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Dlatego też, nim nie zaczną obowiązywać krajowe i europejskie programy dopłat, stosunkowo trudno zbilansować nakłady finansowe na flotę w technologii Fuel Cell. Opłacalna staje się przy bardzo dużych flotach, gdzie dzięki efektowi skali jednostkowy koszt kilograma wodoru udaje się znacznie zniwelować.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe, baterie litowo-jonowe czy ogniwa paliwowe?
Nie ma jednej, uniwersalnie prawidłowej odpowiedzi na pytanie o to, jaki system zasilania wózków widłowych jest najlepszy. Opłacalność każdej z technologii zależy od parametrów konkretnego zastosowania. Chcąc mieć pewność, że wzięło się pod uwagę wszystkie potencjalnie możliwości i dostrzega się wszelkie aspekty funkcjonowania floty w konkretnym wariancie, warto zasięgnąć porady ekspertów.
źródło: STILL Polska
