До недавнего времени вся самоходная техника работала на двигателях внутреннего сгорания. В качестве топлива использовались ископаемые углеводороды, количество которых на планете ограничено и снижается с каждым годом. Поэтому разработчики транспорта и спецтехники задумались над поиском альтернативных источников энергии. Эта тенденция не обошла стороной и складской напольный транспорт. Сегодня примерно 30% всех вилочных погрузчиков работают от аккумуляторных батарей. Но такие автопогрузчики чаще всего относятся к категории легких и средних. Для проведения же крупномасштабных погрузочно-разгрузочных работ на высотных стеллажах требуется мощная техника. И такую мощность обеспечивают только дизельные двигатели.
Поэтому инженеры компаний-производителей складской спецтехники обратили внимание на еще один потенциальный вид эффективного и экологически чистого топлива — водород. Как добывается водород для вилочных погрузчиков? В чем заключаются главные преимущества водородных топливных ячеек? Какие у них есть критические недостатки, из-за которых массовое внедрение вилочных погрузчиков на водороде пока что невозможно? И станет ли в будущем водород таким же популярным источником энергии как АКБ и углеводороды сейчас?
Вилочные погрузчики на водородном топливе: как добывается водород
Сама идея использования самого распространенного элемента во Вселенной в качестве топлива не является новой. Первые попытки создания водородных двигателей проводились еще в 40-х годах, когда во время Второй Мировой войны все воюющие стороны испытывали нехватку традиционных видов топлива. В середине 80-х годов в Украине, в одесском порту использовалась экспериментальная партия вилочных погрузчиков, модифицированных под применение водорода в качестве источника энергии. Но сама идея не получила развития, так как на то время добыча водорода была намного дороже чем использование ископаемого топлива. В 2019 году небольшие партии автопогрузчиков на водородных топливных ячейках используются в Германии, Японии, и в США на объектах торговых сетей Walmart и Amazon.Сегодня себестоимость добычи водорода постепенно снижается, а цена на углеводороды постепенно повышается. Поэтому, владельцы крупных промышленных и складских объектов все чаще обращают внимание на альтернативные источники энергии для вилочных погрузчиков и другого самоходного складского транспорта. И водород в будущем станет одним из таких источников. Сегодня он добывается следующими способами:
- Из метана и природного газа. Довольно сложный в технологическом плане процесс. Требует использования ископаемого топлива, экологически грязный. Поэтому отвергается как основной источник добычи водорода для топливных ячеек к вилочным погрузчикам, ричтракам и самоходным высотным штабелерам.
- Газификация угля. Самый старый, очень простой и относительно дешевый способ добычи водорода. Над раскаленным углем пропускается водяной пар при температуре от +1000°С. Себестоимость 1 кг такого водорода составляет всего лишь 2 доллара США. В перспективе экономически рентабельно, но, снова же используется ископаемое топливо.
- Электролиз химически чистой воды. Это наиболее перспективный способ добычи экологически чистого водорода в промышленных масштабах. Именно электролиз воды используется для создания топливных ячеек для вилочных погрузчиков компаниями из Германии и Японии. На данный момент проводятся активные исследования в области удешевления этой технологии до уровня массового внедрения не только на промышленных объектах и складских зонах, но и в городах.
- Из биомассы. Биоводород получают из нагретой древесины и целлюлозы. Технологически напоминает процесс газификации угля, но требуются значительно меньшие температуры и не используется экологически грязное ископаемое топливо.
- Из мусора. Из-за происходящих на мусорных свалках химических процессов, в недрах завалов скапливаются большие количества водорода. В перспективе его можно использовать для заправки водородных вилочных погрузчиков на рабочих площадках, которые находятся рядом со свалками.
- Химическая реакция воды с металлами. Алюминий является одним из самых распространённых металлов в мире. Поэтому паллеты из него и галлия можно использовать для добычи водорода. Паллеты помещаются в бак с водой, где начинается химическая реакция по высвобождению водорода для двигателя вилочного погрузчика. Также, алюминиевые паллеты можно восстановить для повторного использования неограниченное количество раз. Технология находится в разработке и пока что очень дорогая в реализации, требуется использование атомных реакторов 4-го поколения.
- Из водорослей. При недостатке кислорода и света водоросли производят огромное количество водорода. Благодаря этому, с их помощью можно наладить производство топливных ячеек для вилочных погрузчиков в промышленных масштабах из морской воды и даже канализационных стоков больших городов.
Вилочные погрузчики на водороде: плюсы и минусы технологии
Сегодня среди разработчиков складского оборудования есть как скептики, так и оптимисты по направлению водородной энергетики для погрузочного транспорта. Можно понять обе стороны, так как водород имеет свои очень весомые преимущества и критические недостатки.Преимущества:
- Неисчерпаемые запасы топлива. Водород — самый распространённый элемент в мире. Появятся дешевые, безопасные и экологически чистые способы его добычи из связанного состояния и 95% всей складской спецтехники переведут на водород.
- Быстрая зарядка. Набирающие популярность электропогрузчики имеют долгий цикл заряжания. Использующиеся водородные вилочные погрузчики в ФРГ, Японии и США заправляются в течение 3 минут.
- Экологичность. Во время работы вилочного погрузчика на водородной топливной ячейке, в качестве выхлопа образуется пар из чистой воды без каких-либо примесей.
- Также, для использования водорода в качестве топлива, необязательно создавать новые типы вилочных погрузчиков и другого складского самоходного оборудования. Они подходят для использования на электропогрузчиках. Просто вместо АКБ электричество на привод подает водородная топливная ячейка.
Недостатки на 2019 год:
- Дороговизна добычи водорода. Пока что даже электролиз воды не дает приемлемой себестоимости водородного топлива. Но эта проблема постепенно решается, и скоро цена литра водорода сравняется с ценой литра бензина.
- Не экологичность промышленной добычи водорода. Пока что большие объемы этого газа добываются только из ископаемого топлива, которое дает приемлемую себестоимость продукции.
- Нет инфраструктуры для обслуживания вилочных погрузчиков на водороде. Нет сети заправок, не построены сервисные центры, нет кадров, подготовленных к работе с водородными топливными ячейками. Зачатки этой базы есть только снова же в США и на объектах партнеров ООО ''Denal Group'' — компаний Toyota и Still в Японии и Германии.
- Взрывоопасность. Критически важная проблема. Водород не просто горит, он очень мощно взрывается. Также этот газ бесцветный и не имеет запаха. Поэтому, в случае утечки, водитель вилочного погрузчика не успеет среагировать. Требуется создание абсолютно герметичных топливных ячеек повышенной ударопрочности из искусственных материалов на основе углеволокна.