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Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen in der Intralogistik unter Produktionsbedingungen

 

Motivation

Produkte mit innovativen Produktionslinien wie z. B. der BMW i3 und i8 haben das Ziel neue Maßstäbe hinsichtlich Nachhaltigkeit im Produktionsprozess zu setzen. Dies ist durch die Kom-bination einer Vielzahl von Maßnahmen und Technologien zur Reduktion des Energieverbrauchs und des CO2-Austoßes in der Prozesskette möglich.

Abbildung 1: CFK-Karosseriebau BMW i3

Flurförderzeuge mit Brennstoffzellenantrieben bieten in Kombination mit grünem Wasserstoff das Potenzial zu geringerem CO2-Ausstoß gegenüber der Alternative mit Blei-Säure-Akkumulatoren. Darüber hinaus erhöhen kurze Wiederbetankungszeiten die Einsatzzeiten und erübrigen Ersatzbatterien. Durch das Projekt H2IntraDrive sollen diese Vorteile in einem vollproduktiven Umfeld untersucht und bewertet werden. Das Ziel ist, Flurförderzeuge mit Brennstoffzellenantrieb langfristig zur Industriereife zu befähigen und damit eine gesamthaft nachhaltigere Produktion zu ermöglichen.

Abbildung 2: Routenzugschlepper und Gabelstapler mit Brennstoffzellensystem

Problemstellung

Nachteil beim Einsatz von batteriebetriebenen Flurförderzeugen in der Intralogistik ist die Batterie (z. B. Blei-Säure-Batterie) und das damit verbundene Batteriemanagement. Infolgedessen entsteht durch lange Ladezeiten, speziell abgesonderte Laderäume, Gefahr durch Säureauslauf, Ersatzbatterien und deren Mehrfachhandling ein erhöhter Kosten- und Ressourcenaufwand.

In Europa wurden bereits einzelne wasserstoffbe-triebene Flurförderzeuge prototypenhaft ange-wendet. Diese Prototypen haben bis heute weder den Sprung zum Serienfahrzeug geschafft, noch wurde deren Einsatz nach der Prototypenphase weiter verfolgt. Gründe dafür sind unter anderem die fehlende Betrachtung einer ganzheitlichen Produktionsversorgung mit brennstoffzellenbetriebenen Flurförderzeugen und die dadurch fehlenden Potenzialnachweise für einen flächende-ckenden Einsatz.

Projektziele

 Neben der Grundsteinlegung für einen flächendeckenden Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeuge in Deutschland und Europa werden folgende Projektziele verfolgt:

  • Erfolgreiche Marktreife von Flurförderzeugen mit Brennstoffzellenantrieb
  • Entwicklung und Einsatz von H2-Gabelstapler und H2-Routenzugmaschinen
  • Aufbau der ersten H2-Indoor-Betankungsanlage für Flurförderzeuge in Deutschland
  • Erforschung der Leistung und Belastung von H2-Flurförderzeugen und Infrastruktur
  • Erforschung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit
  • Einsatz von grünem Wasserstoff

Vorgehensweise

Die durch das innovative Produktionsumfeld bedingten Anforderungen an die brennstoffzellenbetriebenen Flurförderzeuge und deren Wasserstoffinfrastruktur werden zu Projektbeginn identifiziert und abgestimmt. Darauf aufbauend entwickelt Linde Material Handling die geplanten Flurförderzeuge (5 Gabelstapler  und  4  Routenzugschlepper) und integriert das Brennstoffzellensystem. BMW baut im Karosseriebau der BMWi Fahrzeuge i3 und i8 im Werk Leipzig die benötigte Wasserstoffinfrastruktur auf. Nach den behördlichen Abnahmen und der Inbetriebnahme wird mit der Erprobung und Datenerhebung für die wissenschaftliche Bewertung der H2-Flurförderzeuge begonnen.
Die Hauptaufgaben des Lehrstuhls fml sind zum einen die Entwicklung eines Modells für die Bewertung der drei Felder Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und technologischer Reifegrad der Flurförderzeuge und zum anderen die Erstellung eines Leitfadens für den Einsatz von H2-Flurförderzeugen. Für die Entwicklung des Bewertungsmodells sollen zunächst Einflussfaktoren auf die einzelnen Felder identifiziert und mögliche Kennzahlen abgeleitet werden. Im weiteren Verlauf werden Wechselwirkungen und Abhängigkeiten der Kennzahlen aus den unterschiedlichen Bewertungsfeldern untersucht und in einem ganzheitlichen Modell abgebildet. Anhand dieser und der gewonnen Daten aus der Anwendung bei BMW werden die H2-Flurförderzeuge bewertet. Abschließend sollen wesentliche Einflussfaktoren auf Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit erkannt werden und ein Tool für die Bewertung variierender Anwendungsszenarien und Rahmenbedingungen wie z. B. Flottengröße oder Wasserstoffpreis entwickelt werden.
Abbildung 3: Bewertungsmodell
 
Im Leitfaden für den Einsatz von H2-Flurförderzeugen wird das Wissen aus dem Projekt H2IntraDrive bzgl. H2-Infrastruktur, H2-Flurförderzeuge und behördlichen Genehmigungen gebündelt. Checklisten, Terminschienen und Beispieldokumente werden erarbeitet, um einen schnellen und kostengünstigen Rollout der Technologie zu unterstützen.
Abbildung 4: Aufbau H2-Leitfaden
 

Projektblatt


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Veröffentlichungen



Veröffentlichungen

 2015

Günther, W. A.; Micheli, R.
H2IntraDrive - Einsatz einer wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugflotte unter Produktionsbedingungen
BMVI Forschungsbericht, Lehrstuhl fml, 2015, ISBN 978-3-941702-58-5
 pdf -Dokument

Micheli, R.; Günthner, W.A.
Wasserstoff im Fokus: Sind Brennstoffzellensysteme bei Stapler & Co. eine Alternative zu Blei-Säure-Batterien?
Logistik Heute, Oktober-Ausgabe (2015), S. 48, ISSN 0173-6213
 pdf -Dokument

Micheli, R.; Günthner, W.A.
Batteriewechsel vs. Wasserstoffbetankung bei Flurförderzeugen
Flurförderzeuge 2015/2016 (2015), S. 28, ISSN 0017-9442
 pdf -Dokument

Micheli, R.; Hanke, M.; Günthner, W.A.
H2IntraDrive - Einsatz einer wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugflotte unter Produktionsbedingungen: Herausforderungen und Nachhaltigkeit
In: VDI Wissensforum GmbH, VDI-Bericht 2248, VDI Verlag GmbH, Düsseldorf, 2015, S. 31, ISBN 978-3-18-092248-5
 pdf -Dokument

Micheli, R.; Mörike, C.; Günther, W. A.
Onlineumfrage zum Thema wasserstoffbetriebene Flurförderzeuge
Powerpoint-Folien, Lehrstuhl fml, 2015
 pdf -Dokument

Günther, W. A.; Micheli, R.
Leitfaden für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen
Leitfaden, Lehrstuhl fml, München, 2015, ISBN 978-3-941702-55-4
 pdf -Dokument

 2014

Micheli, R.; Günthner, W.A.
H2IntraDrive: Einsatz einer wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugfl otte unter Produktionsbedingungen
In: Hebezeuge Fördermittel, Forschungskatalog Flurförderzeuge 2014, Huss Media, Berlin, 2014




Vorträge

 2015

Micheli, R., et. al.
Ergebnispräsentation H2IntraDrive
Ergebnispräsentation H2IntraDrive im BMW Group Werk Leipzig, Leipzig, 2015
 pdf -Dokument

Micheli, R.
Brennstoffzellensysteme, eine Alternative zu Blei-Säure-Batterien!? Ergebnisse einer Onlineumfrage
NOW-Workshop, Berlin, 2015
 pdf -Dokument

Micheli, R.; Hanke, M.
H2IntraDrive – Einsatz einer wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugflotte unter Produktionsbedingungen: Herausforderungen, Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit
18. VDI-Flurförderzeugtagung 2015, Baden-Baden, 2015
 pdf -Dokument

 2014

Micheli, R.
Leitlinien für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen
NOW-Workshop, Berlin, 2014
 pdf -Dokument

Micheli, R.; Schöbel, H.
H2IntraDrive - Fuel cell powered industrial truck application in the BMW plant Leipzig. A new benchmark? Analysis and reporting
World of Energy Solution, Stuttgart, 2014
 pdf -Dokument


 

Presseberichte

 

Projektstart

Übergabe Flurförderzeuge

  •  folgt nach dem 3.12.2013

Das Forschungsprojekt H2IntraDrive wird im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) gefördert
Ziel des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) ist die Marktvorbereitung von Produkten mit dieser zukunftsgerichteten Technologie. Der Fokus des NIP liegt neben groß angelegten Demonstrationsprojekten auch auf Projekten aus dem Bereich Forschung und Entwicklung. Koordiniert wird das Programm von der NOW GmbH Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie.

 

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Ansprechpartner

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Technische Universität München
Boltzmannstraße 15
D-85748 Garching

 

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 Fördermittelgeber


Förderprogramm


Projektpartner

 

 


 

H2IntraDrive-Homepage

  www.h2intradrive.de