Miljövänlig vätgas driver Lindetruckar
Vid Linde Hydrogen Centre (LHC, dvs Lindes vätgascenter) har ett par vätgasdrivna bränslecellstruckar ersatt motsvarande antal dieselmotordrivna gaffeltruckar. Den ena trucken används i avsnittet där vätgastuber fylls med flytande vätgas, medan den andra förflyttar gastuber från produktionsbyggnaden till lastkajen för lastbilar. De två industriområdena delas mitt på av en gata öppen för allmän trafik, vilket ställde trucktillverkaren Linde Material Handling (MH) i Aschaffenburg inför ett dilemma: för att korsa den publika gatan måste truckarna uppfylla de tekniska kraven för framförande av fordon på allmän väg.Problemet löstes emellertid galant i nära samarbete mellan TÜV Syd (Tysklands motsvarighet till Statens Provningsanstalt) tekniker och Linde MHs trucktekniker så att truckarna kunde godkännas och certifieras för allmän trafik av TÜV.– För produktionsanläggningar som framställer väte som en biprodukt, eller redan har påfyllningssystem för (flytande) vätgas, erbjuder vår nya gaffeltruck ett möjligt alternativ (till gängse vedertagna drivtekniker), säger Hannes Schöbel, productchef för Innovativa Drivmetoder vid Linde Material Handling. Tekniken för drivning av truckar medelst bränsleceller visar sig vara såväl enkel som finurlig. Allt vi behöver göra är att ersätta den batteridrivna truckens traktionsbatteri med en bränslecell.Fullt så enkelt var det förstås inte i praktiken, medger Hannes Schöbel:– Utvecklingsarbetet med den banbrytande Linde E20 Fuel Cell (FC) tog nära två år i anspråk och genomfördes i samarbete med kanadensiske tillverkaren av bränsleceller, Hydrogenics, ett företag Linde samarbetat med sedan lång tid tillbakaLindes första bränslecellsdrivna prototyp- respektive koncepttruckar presenterades på Hannovermässans CeMAT-mässor (Centrum Materialfluss) för intralogistik (intern materialhantering) så tidigt som 2000 respektive 2008.Gemensamt med blybatteridrivna truckar ligger den bränslecelldrivna truckens stora fördel i en miljövänligt avgasfri framfart, men det är också den enda gemensamma positiva egenskapen, ty medan bränsletanken till en 10-kilowatts (kW) bränslecell från Hydrogenics kan tankas fullt på några minuter, tar det lång tid att under kontrollerade former ladda ett nära nog uttömt blybatteri, påpekar Hannes Schöbel.Den nu aktuella bränslecelldrivna gaffeltrucken vid Linde Gas är en Linde E30 motviktstruck med 3 tons lyftkapacitet och utrustad med förhöjd förarhytt för bättre överblick över lasten av stående gastuber i gallercontainrar. Det extra utrymmet mellan grundchassiet och förarhyttgolvet kommer väl till pass för bränslecellen och dess drivmedelstank för vätgas i flytande form. Samtidigt ställer elimineringen av truckens tidigare kraftkälla, det tunga blybatteriet, nya krav på viktfördelning för att balansera lasten på gaffeln.– 80-volts-bly-syra-batteriet i den eldrivna grundmodellen E30 väger ca 1,8 ton, en motvikt som ersatt av bränslecellens blott 500 kg kräver kompensation för de 1,3 ton som med batteriets avlägsnande nu saknas, förklarar Henning Metch, en av Lindes tekniker som arbetat med att utveckla Linde E30 FC. För att återställa truckens stabilitet vid lasthantering fick vi därför även ta med en ballastvikt i våra beräkningar.Drivmedelstanken hos E30 FC har en kapacitet av 1,6 kg vätgas, som i komprimerad form pressas in i tanken vid ett övertryck av 350 bar under loppet av knappt tre minuter. Påfyllningsstationen är försedd med samma pump, CGH2, som används vid Linde Hydrogen Centre. CGH står för Compressed Gaseous Hydrogen, dvs komprimerad vätgas.Vid Linde Hydrogen Centre förvaras väte i flytande form i en vakuumisolerad tank vid minus 253°C temperatur, ett tillstånd som också innebär en avsevärt högre täthet hos vätet, vilket i sin tur betyder att betydligt större kvantiteter väte kan lagras inom samma tankrymd. Eller lika kvantitet i betydligt mindre utrymme. Förvaringstanken vid Centret rymmer upp till 17 600 liter, i vikt motsvarande 1 100 kg. Det flytande vätet överförs med en speciell pump till CGH2-pumpen för påfyllning av bränslecellernas drivmedelstankar.För att kunna förse CGH2-pumpen med väte måste den flytande vätskan bearbetas i en speciell process En kompakt elektrisk förångare omvandlar vätet från dess flytande form till gasform. Därefter höjer en tvåstegs-kompressor det atmosfäriska trycket hos vätet till de 350 bar som erfordras för att kunna fylla drivmedelstanken (hos trucken).Under arbetsbelastning som kräver högre effektuttag, så som exempelvis under rampkörning i uppförslut eller vid lyft av lastenheter i högstapling, finns en energibuffert i form av stora s k kapacitatorer, även kallade supercaps, som ger extra skjuts åt bränslecells-trucken.– När det kommer till infrastrukturen för försörjning med väte som drivmedel, visar sig ånyo truckindustrins pionjärarbete komma till sin rätt, fastslår Markus Bachmeier, chef för Linde Gas. Medan bilindustrin erfordrar en tapptäthet om runt 50 vätgasmackar för att försörja en bränslecellsdriven bil med väte, kan en enda sådan påfyllningsstation försörja 50 gaffeltruckar i drift inom ett industri- eller annan typ av företags materialhantering.En viktig aspekt i bruket av väte som drivmedel är säkerheten, och många har säkert kvar en minnesbild från journalfilmer med tyska luftskeppet Hindenburgs dramatiskt eldfängda undergång under förtöjningsprocessen vid landningsmasten på Lakehursts luftskeppsflygplats i USA 1937, då zeppelinarens ytterhölje övertändes på några sekunder av den brinnande vätgasen i dess gasbehållarballonger, erinrar sig konstruktionsingenjör Henning Meth:– Att fylla på en drivmedelstank vid en vätepåfyllningsstation kan emellertid jämföras med att fylla på en tank med naturgas, vilket är säkrare än att tanka bensin eller dieselolja vid en konventionell bensinmack.När bränslecellstruckens tank ska fyllas, är kopplingen mellan tankstudsen och vätgaspumpen utformad på sådant sätt att den säkerställer att ingen gas kan läcka på ett okontrollerat sätt under påfyllningen. Tillförlitlighet och säkerhet stod högst upp på angelägenhetslisten under konstruktionsarbetet med bränsletrucken.– Gassystemet hos Linde E30 FC skyddas av avlastningsslangar som förhindrar otillåtet höga tryck och temperaturer, förklarar Henning Meth. I händelse av funktionsfel leder en avlastande förbindelse vätet ut ovan störtskyddsbågen på trucken.I tillägg till själva drivsystemets säkerhet innehar också förare en viktig roll i att tillförsäkra bränslecellsdriften maximal säkerhet, understryker Linde MH.– Det krävs en viss nivå av teknisk kompetens att handskas med väte och bränslecellsteknologi som sådan, inflikar Markus Bachmeier. Men det går fort att lära upp bränslecelldrivna-truck-användares förare i detta avseende.Vad rör miljövänlighet och säkerhet får bränslecell-trucken således höga poäng. Vad rör anskaffningskostnaderna för sådana truckar är det alltjämt sämre ställt, medger produktchef Hannes Schöbel:– Inköpspriset ligger i runda slängar tre gånger högre för en bränslecell-truck jämför med prisent för motsvarande blybatteridrivna truck. I gengäld mutar våra kunder in ett stycke framtid brukbar redan idag i dagligt arbete, och det med den kombinerade styrkan från förbränningsmotordrivna och eldrivna framdrivningstekniker. Under de två månader (fram till presentationen vid mitten av maj i år) har de två nya truckarna vid Linde Gas redan gått 250 driftstimmar utan några som helst problem.För såväl Linde MH som Linde Gas är bränslecell-truckprojektet viktigt för att säkra och utvidga de två företagens positioner som innovativa marknadsledare, summerar Hannes Schöbel:– I slutänden krävs det pionjäranda för att omvandla morgondagens idéer till verklighet.