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![]( "Buchcover ISBN 9783941702585")
H2IntraDrive – Einsatz einer wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugflotte unter Produktionsbedingungen
von Willibald Günthner und Robert MicheliZiel des im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) geförderten Forschungsvorhabens H2IntraDrive war die Erforschung des Ressourcenaufwandes von wasserstoffbetriebenen Gabelstaplern und Routenzugschleppern an einem innovativen Produktionsstandort sowie deren reale Betriebsbedingungen. Ferner sollte nachgewiesen werden, inwiefern der Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen hinsichtlich energetischer Effizienz, Zuverlässigkeit, Lebensdauer sowie der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit sinnvoll ist.
Für die Erprobung der Flurförderzeuge wurde der BMW i Karosseriebau im BMW Group Werk Leipzig gewählt. Dort wurde von der BMW Group die erste deutsche Wasserstoffinfrastruktur mit Indoor-Betankung in einer Produktionshalle aufgebaut und behördlich genehmigt. Parallel dazu wurden von Linde Material Handling sechs Routenzugschlepper und fünf Gabelstapler mit Batterieantrieb für den Einsatz mit Brennstoffzellensystemen umgerüstet. Daraus resultierende Erkenntnisse aus Sicht des Anwenders wurden vom Lehrstuhl fml in einem Leitfaden für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen festgehalten und veröffentlicht.
Mit Hilfe von Messreihen, daraus abgeleiteten Kennzahlen und wissenschaftlichen Untersuchungen wurden u. a. in einem Technologievergleich Störmeldungen, Energiebedarfe, Betankungsmengen, Reichweiten, Wirkungsgrade, Lebensdauern und manuelle Handhabungsprozesse bewertet. Die Ergebnisse wurden dabei den Daten der konventionellen batteriebetriebenen Flurförderzeuge gegenübergestellt.
Im Rahmen einer Ökobilanz wurde die ökologische Nachhaltigkeit der Flurförderzeuge bewertet. Das Treibhauspotenzial über den gesamten Lebenszyklus von wasserstoffbetriebenen Schleppern und Gabelstaplern wurde dem von batteriebetriebenen gegenübergestellt. Dabei wurden zum einen konventionelle Energiepfade durch die Verwendung von Strom aus dem deutschen Strommix und Wasserstoff aus Dampfreformierung von Erdgas bewertet. Zum anderen wurde die Auswirkung der Verwendung von grünen Energiepfaden durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien und grün zertifiziertem Wasserstoff aus Elektrolyse von Wasser untersucht.
Für die Bewertung der wirtschaftlichen Nachhaltigkeit wurden Kostentreiber und einflussfaktoren identifiziert und kategorisiert. Darauf aufbauend wurde ein Life-Cycle-Costing-Modell entwickelt und mit Hilfe der Kapitalwertmethode die Kosten der Flurförderzeuge über deren Lebenszyklus bestimmt. Hierfür wurde jeweils ein Basisszenario mit 50 Schleppern bzw. Gabelstaplern definiert und mit realen Kosten von Herstellern bewertet. Abschließend wurde der Einfluss verschiedenster Kostentreiber durch Sensitivitäten analysiert. Dadurch konnten wesentliche Kosteneinflussfaktoren identifiziert werden.
Abschließend wurden im Rahmen eines Benchmarks die Flurförderzeuganwendung H2IntraDrive und Anwendungen in den USA untersucht. Infolgedessen konnten wesentliche Unterschiede zwischen den Rahmenbedingungen für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen in Deutschland und den USA identifiziert werden.
Für die Erprobung der Flurförderzeuge wurde der BMW i Karosseriebau im BMW Group Werk Leipzig gewählt. Dort wurde von der BMW Group die erste deutsche Wasserstoffinfrastruktur mit Indoor-Betankung in einer Produktionshalle aufgebaut und behördlich genehmigt. Parallel dazu wurden von Linde Material Handling sechs Routenzugschlepper und fünf Gabelstapler mit Batterieantrieb für den Einsatz mit Brennstoffzellensystemen umgerüstet. Daraus resultierende Erkenntnisse aus Sicht des Anwenders wurden vom Lehrstuhl fml in einem Leitfaden für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen festgehalten und veröffentlicht.
Mit Hilfe von Messreihen, daraus abgeleiteten Kennzahlen und wissenschaftlichen Untersuchungen wurden u. a. in einem Technologievergleich Störmeldungen, Energiebedarfe, Betankungsmengen, Reichweiten, Wirkungsgrade, Lebensdauern und manuelle Handhabungsprozesse bewertet. Die Ergebnisse wurden dabei den Daten der konventionellen batteriebetriebenen Flurförderzeuge gegenübergestellt.
Im Rahmen einer Ökobilanz wurde die ökologische Nachhaltigkeit der Flurförderzeuge bewertet. Das Treibhauspotenzial über den gesamten Lebenszyklus von wasserstoffbetriebenen Schleppern und Gabelstaplern wurde dem von batteriebetriebenen gegenübergestellt. Dabei wurden zum einen konventionelle Energiepfade durch die Verwendung von Strom aus dem deutschen Strommix und Wasserstoff aus Dampfreformierung von Erdgas bewertet. Zum anderen wurde die Auswirkung der Verwendung von grünen Energiepfaden durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien und grün zertifiziertem Wasserstoff aus Elektrolyse von Wasser untersucht.
Für die Bewertung der wirtschaftlichen Nachhaltigkeit wurden Kostentreiber und einflussfaktoren identifiziert und kategorisiert. Darauf aufbauend wurde ein Life-Cycle-Costing-Modell entwickelt und mit Hilfe der Kapitalwertmethode die Kosten der Flurförderzeuge über deren Lebenszyklus bestimmt. Hierfür wurde jeweils ein Basisszenario mit 50 Schleppern bzw. Gabelstaplern definiert und mit realen Kosten von Herstellern bewertet. Abschließend wurde der Einfluss verschiedenster Kostentreiber durch Sensitivitäten analysiert. Dadurch konnten wesentliche Kosteneinflussfaktoren identifiziert werden.
Abschließend wurden im Rahmen eines Benchmarks die Flurförderzeuganwendung H2IntraDrive und Anwendungen in den USA untersucht. Infolgedessen konnten wesentliche Unterschiede zwischen den Rahmenbedingungen für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen in Deutschland und den USA identifiziert werden.