Empilhadores e tratores de reboque com a tecnologia de células de combustível da Linde
Com o hidrogénio a caminho do futuro

Tecnologia de células de combustível da Linde

E se um equipamento pudesse ser reabastecido em apenas três minutos e não libertasse quaisquer emissões durante o seu funcionamento? O que parece não passar de uma ilusão representa de facto duas importantes vantagens do sistema energético mais promissor para o futuro: a tecnologia de células de combustível.

Na escolha do sistema energético mais adequado para os equipamentos de movimentação de cargas, para além dos requisitos de utilização, há outros aspetos também importantes, como a necessidade de espaço para abastecimento ou carregamento, os custos da energia e o impacto ambiental. Neste contexto, existem cada vez mais sistemas de propulsão alternativos a ter em conta, com vantagens relativamente às soluções convencionais, como as baterias de ácido-chumbo.

É o caso das células de combustível, a par com as baterias de iões de lítio. A Linde Material Handling foi o primeiro fabricante a começar a explorar esta tecnologia e desenvolve desde o ano 2000 soluções funcionais. Deste modo, as empresas de logística têm já hoje em dia a possibilidade de beneficiar desta tecnologia do futuro.

Como funcionam as células de combustível?

As células de combustível funcionam de modo semelhante ao das baterias: a energia é produzida através de uma reação química. A diferença decisiva é que nas células de combustível o hidrogénio e o oxigénio reagem com produção de energia elétrica, calor e água. Este processo é também designado por «combustão a frio» e apresenta algumas vantagens mas também alguns desafios de natureza técnica.

A Linde encontrou a resposta a esses desafios, juntamente com os seus parceiros tecnológicos, através da remodelação dos empilhadores. O calor libertado, por exemplo, é evacuado através de um ventilador. Além disso, este sistema híbrido inclui também uma bateria de iões de lítio, que garante a cobertura dos picos de potência. A bateria em questão é também alimentada pela energia de travagem recuperada. Deste modo, a utilização diária na área da logística deixa de constituir um problema. Pelo contrário, esta tecnologia apresenta algumas características espantosas que alteram de forma sustentável as possibilidades de utilização dos equipamentos de movimentação de cargas.

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8 vantagens da tecnologia do hidrogénio

reabastecimento rápido

Em apenas 3 minutos as células de combustível ficam reabastecidas de hidrogénio. Isso faz com que aumente a disponibilidade dos equipamentos – uma grande vantagem no funcionamento intensivo com vários turnos.

custos reduzidos

Os custos do hidrogénio sofreram nos últimos anos uma redução considerável. Além disso, a produtividade aumenta, nomeadamente devido à eliminação das demoradas substituições de baterias e à rapidez do reabastecimento.

manuseamento mais seguro

Devido à eliminação das substituições de baterias e de ácidos potencialmente perigosos, o manuseamento das células de combustível é especialmente seguro para o utilizador.

manuseamento mais limpo

As células de combustível constituem uma alternativa limpa às baterias de ácido-chumbo. São, por conseguinte, sobretudo adequadas para os setores em que as condições de higiene são fulcrais, como as indústrias farmacêuticas e alimentares.

vida útil mais longa

As células de combustível têm em média uma vida útil de 10 000 horas de serviço. Reduzem-se com isso os custos do ciclo de vida e o impacto ambiental.

economia de espaço

Deixam de ser necessárias as estações de carregamento de baterias e os compartimentos de baterias: A infraestrutura de reabastecimento de hidrogénio pode ser implementada com economia de espaço. Fica, assim, disponível mais espaço para armazenamento.

respeito do ambiente

Durante a «combustão a frio» é apenas libertado vapor de água e calor. O hidrogénio pode ser obtido de forma ecológica a partir de fontes renováveis, como o biogás. Deste modo, reduzem-se as emissões de CO2.

sistema energético moderno

As empresas estão a assumir cada vez mais responsabilidades pela sua influência nas pessoas e no ambiente. As células de combustível têm nesse sentido uma contribuição importante, que é também reconhecida pelos clientes.

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áreas ideais de utilização

Funcionamento em vários turnos

Devido à eliminação das substituições de baterias, à rapidez do abastecimento e ao nível contínuo de potência do sistema energético, as células de combustível aumentam a eficiência no exigente funcionamento em vários turnos. Isto torna a tecnologia interessante tanto em ambientes de produção como também para serviços logísticos intensivos, por exemplo, as vendas online por correspondência.

Indústrias alimentares e farmacêuticas

Na logística das indústrias alimentares, os requisitos em matéria de higiene, como o «Hazard Analysis and Critical Control Points» (HACCP), desempenham um papel fundamental. Também no setor farmacêutico sem aplicam as rigorosas especificações, por exemplo, do «Good Distribution Practice» (GDP). Em comparação com as baterias de ácido-chumbo, nas células de combustível não há possibilidade de contaminação por ácidos ou outros produtos químicos.

Indústrias automóveis e fornecedoras

A elevada capacidade de movimentação de cargas e as limitações de tempo e orçamento no setor automóvel e de fornecimentos exigem equipamentos de movimentação de cargas com elevada disponibilidade e um nível de potência contínuo ao longos dos vários turnos de trabalho. Estas exigências encontram na tecnologia de células de combustível a solução ideal.

Espaço reduzido

Com a eliminação das estações de carregamento e substituição de baterias, aumenta-se o precioso espaço para armazenamento. Além disso, o sistema energético com baixas emissões protege em condições de espaço reduzido.

Células de combustível na prática

Estudo conjunto com o grupo BMW confirma a rentabilidade

A Linde Material Handling conta com parceiros fortes e experientes para o desenvolvimento de equipamentos de movimentação de cargas com tecnologia de células de combustível. De facto, foi iniciado em 2013, em colaboração com o grupo BMW e o Departamento de Tecnologia de Transporte, Fluxo de Materiais e Logística da Universidade Técnica de Munique, um vasto estudo sobre as suas possibilidades económicas e técnicas, sob o nome de «H2IntraDrive».

Para o efeito, foram utilizados equipamentos de movimentação de cargas alimentados a hidrogénio na construção da carroçaria dos veículos BMW-i em Leipzig – ao longo de mais de 20 000 horas de serviço. Resultado: A propulsão a hidrogénio desenvolvida em conjunto está hoje pronta a entrar no mercado, podendo, em determinadas condições, ser já economicamente viável. De um modo geral, a sua utilização diária desta tecnologia em ambiente de produção foi convincente pela elevada disponibilidade e pela utilização de hidrogénio produzido a partir de fontes renováveis e com impacto ambiental mínimo. Desde 2017 está a decorrer outro estudo sob o nome de «FFZ70».

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Ensaio prático no terminal de carga da DB Schenker

«E-LOG-BioFleet» é o nome de um projeto conjunto da Linde Material Handling, Fronius International, DB Schenker, OMV, HyCentA Research e Joanneum Research. Para o efeito, foram testados num ensaio prático realizado no terminal de carga da DB Schenker em Hörsching, Áustria, dez porta-paletes com propulsão híbrida com células de combustível e a primeira instalação de abastecimento de hidrogénio em pavilhão na Europa.

No âmbito deste projeto oficialmente promovido os equipamentos puderam ser totalmente integrados no funcionamento por turnos logo após uma breve fase inicial introdutória. Também aqui a célula de combustível cobriu as necessidades de potência básicas, estando uma bateria de iões de lítio integrada responsável por cobrir os picos de potência e recuperar a energia libertada durante a travagem.

Através de uma estratégia de funcionamento otimizada e da recuperação da energia de travagem, o sistema conseguiu um elevado nível de eficiência de até 53%. Além disso, cada equipamento emitiu ao longo de todo o seu ciclo de vida menos um terço dos gases com efeito de estufa emitidos por um equipamento equivalente com bateria de ácido-chumbo. O hidrogénio foi obtido a partir de biogás reformado.

Logística de fábrica eficiente na Mercedes-Benz

Sob o lema «Daimler Goes Green», a Mercedes-Benz está a testar a utilização de empilhadores com propulsão por meio de células de combustível. O palco do ensaio é a maior fábrica de Sprinter do mundo, em Düsseldorf. As tão populares carrinhas são aqui produzidas no âmbito de um funcionamento em três turnos.

Com a ajuda da tecnologia do hidrogénio é possível economizar tempo e encargos com pessoal para a substituição de baterias. Em apenas três minutos a célula de combustível fica reabastecida de hidrogénio e o empilhador disponível. Esta tecnologia cria, assim, as condições ideais para uma mudança de turno sem falhas.

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Condições e perspetivas

Business case ideal com hidrogénio

A tecnologia de células de combustível está basicamente pronta a ser aplicada e, dependendo dos requisitos de utilização, representa mesmo para algumas empresas o sistema energético ideal. A solução adequada, com os investimentos a ela associados, deve, porém, ser desenvolvida individualmente para cada empresa. Nesse sentido, para uma utilização rentável e eficiente, devem ser satisfeitas algumas condições prévias:

  • Dimensão da frota: De um modo geral, um business case rentável justifica-se a partir da utilização de cerca de 20 equipamentos.
  • Infraestrutura: No caso de já existir uma infraestrutura de reabastecimento de hidrogénio, é normalmente possível uma utilização rentável. Se, no entanto, essa infraestrutura tiver de ser criada, a rentabilidade deve ser verificada caso a caso.
  • Financiamento: Se existirem possibilidades de financiamento para a construção de uma frota sustentável com propulsão a hidrogénio, esse facto aumenta a viabilidade da aplicação de uma solução viável.

Investimento numa tecnologia sustentável

A Linde Material Handling considera que as células de combustível constituem uma tecnologia pioneira para o futuro. Por essa razão, a empresa vai integrando passo a passo soluções adequadas nos novos produtos. Deste modo, este extraordinário sistema energético vai-se assumindo cada vez mais como produto de uso diário que em muitos lugares irá substituir os sistemas de propulsão convencionais.