Wasserstofftechnologie empfiehlt sich als zukünftige Antriebsalternative

Der Brennstoffzellentechnologie mit Wasserstoffantrieb werden mittelfristig gute Chancen eingeräumt, einen Teil der konventionellen Energieträger für Flurförderzeuge zu ersetzen. Dies bestätigt eine vom Forschungsprojekt unabhängige Umfrage des Lehrstuhls Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) der TUM vom Sommer 2015. Demnach sehen 93 % der 109 befragten Branchenexperten Vorteile in der Verwendung eines Wasserstoffantriebs. Gleichzeitig fühlen sich aber 80 % noch nicht ausreichend über die Möglichkeiten der neuen Technologie informiert. Der in Leipzig vorgelegte Forschungsbericht kann diese Wissenslücke schließen. Er knüpft an einen „Leitfaden für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen“ an, der ebenfalls im Rahmen des Forschungsprojektes erstellt wurde.

„Für unsere Kunden ist es ein wichtiges Signal, dass sich die Wasserstofftechnologie beim Dauertest im BMW i-Karosseriebau bewährt und den Status der Marktreife erreicht hat“, sagte Christophe Lautray, CSO Linde MH, bei der Präsentation der Ergebnisse vor Medienvertretern, Kunden und Geschäftspartnern. „Damit hat sich die innovative Antriebstechnik für die Zukunft empfohlen. Gleichzeitig konnten wir wichtige Erkenntnisse für die Weiterentwicklung der Geräte gewinnen. Wir sehen uns als Pionier der Branche, der mit dem Projekt seinen Anspruch als Technologieführer einmal mehr unter Beweis gestellt hat.“

Verfügbarkeit steigt, Platzbedarf sinkt

Die Dokumentation der Forschungsergebnisse belegt, dass der Brennstoffzellenantrieb in der Praxis über einen Zeitraum von knapp zwei Jahren überzeugt hat. Von Dezember 2013 bis Ende Oktober 2015 haben die Schlepper 10.000 Betriebsstunden erreicht, bei den Staplern sind es sogar rund 11.000 Betriebsstunden. Darüber hinaus können Anwender unter bestimmten Gesamtbedingungen wie einer hohen Arbeitsintensität im 2- und 3-Schicht-Betrieb vom ersten Tag an klare wirtschaftliche Vorteile erzielen. So lässt sich beispielsweise die betriebliche Verfügbarkeit von Flurförderzeugen mit der Wasserstofftechnologie steigern. Der Grund: Die Fahrzeuge werden innerhalb kurzer Zeit neu betankt, während Ladung, Wechsel und Wartung von Bleisäurebatterien die Produktivität konventioneller Flurförderzeuge mindern. Die Analysen haben ergeben, dass die Betankung eines Schleppers 1,5 Minuten gedauert hat. Ein Batteriewechsel erfolgt in rund 5 Minuten, kann aber auch wesentlich länger dauern. Bei den Staplern war der Tankvorgang nach 2,2 Minuten abgeschlossen, die Zeit für einen vergleichbaren Batteriewechsel wird im Schnitt mit rund 10 Minuten angegeben.

Außerdem lässt sich durch den Einsatz der Wasserstofftechnologie in Summe Platz einsparen. Hubeinrichtungen, Lüftungssysteme, Schutzwannen, Notfallduschen und weitere Einrichtungen für den Umgang mit Bleisäurebatterien werden im Logistikzentrum nicht mehr benötigt. Für das Projekt in Leipzig hatte Linde MH sechs Routenzugschlepper und fünf Gabelstapler vom Typ Linde E25 HL und Linde E35 HL auf Wasserstoffantrieb umgerüstet und die Brennstoffzellen-Hybrid-Technologie im Laufe des Projektes kontinuierlich weiterentwickelt und angepasst. So konnte die „Mean Time Between Failures“ (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen) der wasserstoffbetriebenen Fahrzeuge beispielsweise innerhalb eines Jahres verdoppelt werden.

„Für die innovativen Elektrofahrzeuge i3 und i8 hat die BMW Group einen hohen Maßstab für die Nachhaltigkeit der Produktion am Standort Leipzig gesetzt. Der Wasserstoffantrieb in der Intralogistik leistet hier unter anderem durch den Einsatz von regional bezogenem grünem Wasserstoff einen wesentlichen Beitrag“, so Dr. Michael Ströbel, Hauptabteilungsleiter Steuerung, Logistik CFK Produktion und Einkauf bei BMW.

Langzeittest im BMW-Werk Leipzig

Der Einsatzort der Flurförderzeuge im Projektzeitraum war die Teileversorgung für den Karosseriebau der BMW i-Fahrzeuge in Leipzig. Dort haben die Geräte alle Aufgaben übernommen, die normalerweise von den konventionellen Batterie-Fahrzeugen übernommen worden wären. In ihrem Bericht vergleichen die Forscher der TUM beide Technologien unter folgenden Parametern: energetische Effizienz, Zuverlässigkeit, Lebensdauer und ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit. Dabei berechnen die Wissenschaftler unter anderem die Kosten für den gesamten Lebenszyklus der Geräte und kalkulieren praxisnah für eine Flotte von 50 Fahrzeugen.

Ergebnisse im Vergleich zu konventionellen Flurförderzeugen

Im Vergleich zu den konventionellen Elektrofahrzeugen lag die Reichweite der wasserstoffbetriebenen Schlepper über dem Standard, die Reichweite der Gabelstapler darunter. Ein größeres Tankvolumen und ein höherer Druck im Tank können die Reichweite in Zukunft weiter erhöhen. Der Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems liegt laut des Forschungsberichts noch knapp unter dem der klassischen Bleisäurebatterie. In Summe kann der Wasserstoffantrieb aber mit der hohen betrieblichen Verfügbarkeit, den daraus resultierenden geringeren Personalkosten sowie seinen geringeren Umweltauswirkungen im Vergleich der konventionellen Energiepfade punkten.

„Wir bewerten die Ergebnisse unseres Forschungsprojektes als einen klaren Erfolg für die Logistik in Deutschland auf dem Weg zu einer neuen alternativen Antriebstechnologie“, erklärte Prof. Dr. Willibald A. Günthner, Inhaber des Lehrstuhls fml der TU München. „Unser Forschungsbericht dokumentiert das Erreichen eines wichtigen Etappenziels. Weitere Fragen und Detailoptimierungen könnten in Folgeprojekten untersucht werden.“