Einstieg: Die Bedeutung von Green Technologien und Innovationen im Bereich der Nachhaltigkeit hat in den letzten Jahren enorm zugenommen. Insbesondere im Mobilitätssektor zeigt sich ein signifikanter Wandel hin zu umweltfreundlichen Alternativen. Green Tech und Green Development spielen hierbei eine entscheidende Rolle, um eine nachhaltige Mobilität zu gewährleisten. In diesem Artikel soll die Bedeutung dieser Ansätze näher betrachtet werden. Dabei wird aufgezeigt, welche Unterschiede es in Innovationen gibt und wie diese die Mobilität der Zukunft prägen werden. Ein Verständnis dieser aktuellen Thematik ist von großer Relevanz und bietet einen hohen Mehrwert.
Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellentechnologie in der Intralogistik
Deutschland ist ein Autoland. Und daher wundert es nicht, wenn die meisten Menschen beim Thema Mobilität an ihr Auto denken. Doch Mobilität ist sehr viel mehr als die individuelle Fortbewegung. Bereiche wie Luftfahrt, Schifffahrt, Schwerlasttransport oder eben auch die Intralogistik, das sind zum Gabelstapler oder Industrieschlepper, zählen ebenfalls dazu. Und wie in der individuellen Mobilität findet auch in allen anderen Bereich eine Transformation der Antriebstechnologie statt.
So auch in der Intralogistik. Jahrzehntelang war die Dieseltechnologie der bevorzugte Antrieb von Gabelstaplern. In den letzten Jahren hat sich Schritt für Schritt die Batterie in der Intralogistik etabliert. Doch glaub man den Experten, wird die Elektromobilität in der Intralogistik eine Brückentechnologie bleiben. Die Zukunft gehört der wasserstoffbetriebenen Brennstoffzelle. Daran glauben wir bei GLOBE Fuel Cell Systems.
Über GLOBE Fuel Cell Systems
GLOBE Fuel Cell Systems ist ein GreenTech – Unternehmen aus Stuttgart. Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, die Industrie au dem Weg der Dekarbonisierung in eine CO2 – neutrale Zukunft mit grüner Technologie – Made in Germany – zu unterstützen.
Seinen Ursprung hat GLOBE in der Brennstoffzellenforschung sowie dem Innovationsbereich von Mercedes-Benz. Vor wenigen Jahren hatten die Gründer ihre Idee, Brennstoffzellensysteme für die Intralogistik und Notstromaggregate zu entwickeln, bei einem internen Ideenwettbewerb von Mercedes-Benz eingereicht. Daraufhin wurden sie freigestellt, um im Innovationsbereich Lab1886 an einem Prototyp zu arbeiten. Im Dezember 2020 kündigten sie ihre Jobs bei Mercedes-Benz, gründeten GLOBE Fuel Cell Systems und durften den Prototyp in die neue Gesellschaft mitnehmen.
Heute arbeitet bei GLOBE ein 35-köpfiges Team an Industrieanwendungen für die Brennstoffzellentechnologie. Neben Marine- und Automobilanwendungen, gemeinsam mit Partnern aus der Industrie, hat GLOBE ein Brennstoffzellenaggregat für die Intralogistik entworfen – den GLOBE XLP80.
Die beiden Gründer CTO Dr.Bernhard-Wink-Borgert (links) und CEO Steffen Bäuerle (rechts)
Brennstoffzellentechnologie für die Intralogistik
Die McKinsey Studie” Fuel Cell forklifts market perspective” prognostiziert, dass bereits im Jahr 2027 nahezu jeder zweite Gabelstapler in Europa durch ein Brennstoffzellenaggregat angetrieben wird.
Warum? Weil die Brennstoffzellentechnologie der Elektromobilität in der Intralogistik in nahezu allen Bereichen überlegen ist.
1. Produktivitätssteigerung
Bei der Elektromobilität in der Intralogistik unterscheiden wir aktuell zwei Batterietechnologien. Die Blei-Säure-Batterien, die dominante Antriebsart in der Intralogistik, sowie die moderneren Lithium-Ionen-Batterien.
Beide Batteriearten zeichnen sich durch lange Aufladezeiten aus. Bei Blei-Säure-Batterien mehrere Stunden, bei Lithium-Ionen-Batterien sind Kurzladezyklen von 45 Minuten möglich. Allerdings muss nach mehreren kurzen Ladezeiten, auch immer ein Langladezyklus von mehreren Stunden eingeplant werden. Das kann dazu führen, dass bei Betrieben im Mehrschichtbetrieb für einen Stapler mindestens zwei Batterien für den Tausch angeschafft werden müssen.
Ein Brennstoffzellensystem lässt sich in ca. 3 Minuten mit Wasserstoff betanken und kann danach unmittelbar weitergenutzt werden. Somit entfallen solche stundenlangen Batterieladezeiten. Das verringert die Standzeiten von Intralogistik-Fahrzeugen, reduziert deren Anzahl auf ein Minimum und erhöht die Flexibilität des Gesamtsystems.
2. Leistung
Ein Brennstoffzellensystem liefert kontinuierlich gleichbleibende Leistung. Anders als bei herkömmlichen Bleiakkumulatoren, die einen Leistungsabfall ab einem Ladestand von weniger als 50% aufweisen. Dadurch sinkt die Leistungsfähigkeit der Stapler, was besonders für Lastprofile mit Spitzenlasten, wie zum Beispiel in der Getränkeindustrie, von erheblichem Nachteil im Betrieb sind.
3. Laufzeiten
Eine herkömmliche Blei-Säure Batterie verfügt über eine durchschnittliche Laufzeit von ca. 6.000-7.000 Arbeitsstunden. Je nach Umweltfaktoren und Lasprofil im Betrieb. Bei Lithium- Ionen-Batterien steigt dieser Wert auf circa 13.000-14.000 Stunden. Moderne Brennstoffzellensysteme, wie zum Beispiel der GLOBE XLP80, sind für eine Betriebsdauer von mindestens 20.000 Arbeitsstunden ausgelegt.
4. Platzbedarf
Aufgrund der langen Ladezeiten von Batterien müssen die Systeme, bei Staplerflotten im Mehrschichtbetrieb, ausgetauscht werden. Logistikunternehmen oder Industriebetriebe haben aus diesem Grund Batterie-Wechselstationen oder ganze Wechselhallen aufgebaut. Darüber hinaus muss Personal für den Tauschprozess abgestellt werden. Bei Brennstoffzellensystemen entfallen Personalkosten sowie Wechselhallen und ermöglichen auf dem Betriebsgelände mehr Platz für kundeneigene Wertschöpfungsprozesse. Personen- und/ oder Fahrzeugschäden bei einem Batteriewechsel entfallen ebenfalls.
5. Heavy Metall goes digital
Neben den technischen Vorteilen der Brennstoffzelle verfügt jedes GLOBE XLP80 System über einen integrierten GLOBE „DataCore“. Dieser ermöglicht online die Übertragung verschiedener Leistungs- und Sensordaten in die Cloud. Die so gewonnen Daten sichern einen optimierten Betrieb sowie hohe Verfügbarkeit der Systeme, da beispielsweise Wartungsumfänge vorausschauend antizipiert werden. Ferner kann in Zukunft das System auf die Bedürfnisse des jeweiligen Kunden optimiert und mögliche CO2 Einsparungen besser verwertet werden. Es gibt einige wenige Anbieter, die über ähnliche Funktionalitäten verfügen.
Der GLOBE XLP80
6. Infrastruktur
Werden mehrere Lithium-Ionen-Batterien beim Schnell-Laden parallel geladen, führt das zu signifikanten Stromspitzen. Besonders große Industriebetriebe mit hunderten Staplern stellt das vor eine Herausforderung. Benötigen Sie doch hierfür eine verbesserte Energie- Infrastruktur. Aber auch die Umrüstung auf eine wasserstoffbetriebene Intralogistik-Flotte setzt erst einmal Investitionen (CAPEX) in eine Wassersoff-Infrastruktur voraus. Hier gibt es, je nach Bedarf, unterschiedliche Lösungen. Die Angebote reichen von Wasserstoff-Bündel, für Betriebe mit kleineren Flotten, bis zu einer kompletten Wasserstofftankanlage für Logistik- oder Industrieunternehmen mit großen Flotten. Um solche Tankanlagen optimal nutzen zu können, bauen Unternehmen diese oft auf die Grenzen ihres Betriebsgeländes. So können Tankstellen nicht nur betriebsintern, sondern auch von externen Verbrauchern genutzt werden. Das führt zu positiven Effekten in der Gesamtbilanz der Investitionskosten. So zum Beispiel das BMW-Werk in Leipzig. Der Standort verfügt über insgesamt fünf Wasserstofftankstellen für die Versorgung der über 130 Brennstoffzellen-betriebenen Flurförderfahrzeugen. Die größte Flotte dieser Art in Deutschland. Hinzu kommt, dass BMW in Leipzig als weltweit erstes Automobilwerk in seiner Lackiererei eine neu entwickelte Brennertechnologie einsetzt, in der neben Erdgas auch grüner Wasserstoff genutzt werden kann. Bis 2024 wird das Werk sogar an die Pipeline aus Leuna angeschlossen um direkt mit grünem Wasserstoff versorgt werden zu können.
7. Fazit
Der Antrieb mit wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellensystemen ist die Zukunft in der Intralogistik. Nicht nur für den Bereich der Neufahrzeuge. Brennstoffzellensysteme, wie z.B. der GLOBE XLP80 welches in der Größe und Gewicht dem Standardtrogmaß einer 5 PzS 775Ah Batterie entspricht, dienen auch als Retrofitlösung um Bestandsflotten einfach umrüsten zu können. Lediglich Lüftungsschlitze müssen noch in die Batterieabdeckung der Stapler gezogen werden.
Ja, für die Nutzer bedeuten der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur zusätzliche Investitionen. Doch die Vorteile sind, im Vergleich zur Batterietechnologie, so signifikant, dass die Gesamtkostenbilanz (Total Cost of Ownership), je nach Größe und Einsatz der Flotte, positiv ist. Das wissen auch die Hersteller von Intralogistikfahrzeugen. Davon zeugen die F&E – Initiativen im Bereich der Brennstoffzellentechnologie.
Globale Initiativen zur Produktion von grünem Wasserstoff, wie zum Beispiel in Chile, Brasilien und Kanada, werden weiter sinkende Wasserstoff-Kosten zur Folge haben.
Somit ist die Brennstoffzellentechnologie ökologisch notwendig und ökonomisch sinnvoll.
