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Piles à combustible à hydrogène dans les équipements de manutention
25 juin 2024
L'un des carburants les plus populaires pour alimenter les chariots élévateurs est le propane. Lors d'un récent webinaire de l'Engine Technology Forum sur le gaz propane, Gavin Hale du Propane Education & Research Center (PERC) a déclaré que le propane alimente environ 600 000 chariots élévateurs aux États-Unis.
Les sources d’énergie électrique progressent toutefois dans le domaine des chariots élévateurs. Jacob Whitson, de l’association à but non lucratif CALSTART, près de 250 000 chariots élévateurs électriques à batterie seront vendus aux États-Unis d’ici la fin de 2029.
Les chariots élévateurs électriques à pile à combustible à hydrogène gagnent également du terrain. Un porte-parole du ministère américain de l'Énergie (DOE) a déclaré par courrier électronique qu'il y avait actuellement plus de 60 000 machines de ce type déployées aux États-Unis. Ce chiffre représente une augmentation par rapport aux 20 000 de novembre 2018, selon publié à l'époque.
Diversité de la manutention des matériaux
Et il ne s'agit pas seulement des chariots élévateurs. Les piles à combustible à hydrogène font leur chemin dans une variété de solutions de manutention.

« Bien que l'utilisation de sources d'énergie électrique avancées, telles que les HFC (piles à combustible à hydrogène) ou les batteries lithium-ion, soit généralement plus mature pour les gammes d'équipements plus petits et de plus faible capacité comme les chariots élévateurs, il convient de noter que l'adoption des HFC se développe dans d'autres types d'équipements de manutention, tels que les équipements de manutention de conteneurs couramment utilisés pour déplacer les conteneurs d'expédition dans les ports », a déclaré Lucien Robroek, président de Global Technology Solutions pour Hyster Company, par courrier électronique.
« En fait, les applications qui utilisent des équipements de manutention de conteneurs sont parmi celles qui présentent le plus grand potentiel pour les HFC », a-t-il déclaré. Cela est dû en grande partie à la capacité de charge élevée de la machine et à la nécessité de fonctionner pratiquement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, 365 jours par an.
Véhicules à pile à combustible ou véhicules électriques ?
Selon Robroek, de nombreux facteurs contribuent à choisir un véhicule électrique à pile à combustible (FCEV) plutôt qu'un véhicule électrique à batterie (BEV) dans les applications de manutention. Il s'agit notamment des sources d'énergie, de la taille de la flotte, des temps de fonctionnement, de l'espace disponible, des objectifs de durabilité et de l'environnement réglementaire.
« En général, cependant, le temps nécessaire à la charge et le temps pendant lequel l'équipement peut fonctionner sur une charge ont toujours été des défis majeurs pour l'alimentation électrique par batterie dans les applications à haute capacité avec des cycles de service intensifs », a déclaré Robroek.
Par exemple, il a déclaré que pour les opérations alimentées par CI ayant des cycles de service qui durent l'équivalent de plusieurs quarts de travail de huit heures, le passage à une solution électrique à batterie peut signifier investir dans des chariots élévateurs supplémentaires pour faire face aux machines qui doivent être temporairement mises hors service pour recharger la batterie.
« Les piles à combustible, en revanche, n’ont pas besoin d’être rechargées », a expliqué Robroek. « Au lieu de cela, les opérateurs remplissent un réservoir d’hydrogène, un peu comme ils le font pour un moteur à combustion interne. »
Il a ajouté que les innovations dans les machines électriques à batterie ont permis aux chariots élévateurs de fonctionner pendant huit heures complètes avant de devoir être rechargés.
« Pour les opérations qui ne nécessitent pas que les camions fonctionnent en continu sur plusieurs équipes ou celles qui peuvent accueillir une flotte de camions plus importante, la batterie électrique peut être une solution idéale », a déclaré Robroek.
Stabilité du réseau
Cependant, un autre défi pour les équipements électriques à batterie est le réseau électrique, qui, selon Robroek, nécessite une évaluation de la stabilité du réseau local.
« Un ménage moyen consomme 29,5 kWh par jour », a-t-il déclaré. « En revanche, pour recharger une flotte de 100 conteneurs avec une batterie de 260 kWh une fois par jour, il faut plus de 20 000 kWh, une demande suffisante pour surcharger la capacité du réseau. »
Les flottes plus petites associées à la possibilité de recharger pendant la nuit ou avec un programme de recharge échelonné peuvent ne pas poser autant de problèmes, en particulier lorsque le réseau est robuste, a déclaré Robroek.
Infrastructures de ravitaillement
Selon Robroek, le ravitaillement en carburant des FCEV nécessite des stations de ravitaillement en hydrogène sur site et, en fonction de la stratégie d'approvisionnement en hydrogène de l'entreprise, du stockage.
« L’hydrogène peut être livré aux stations de stockage et de ravitaillement ou produit sur place », a-t-il déclaré. « La quantité d’hydrogène utilisée par une opération est un facteur essentiel pour déterminer la méthode d’approvisionnement en hydrogène la plus judicieuse. »
Pour ravitailler un seul véhicule, par exemple, une entreprise peut choisir de se faire livrer simplement des réservoirs d'hydrogène pour les petits volumes ou une remorque porte-tubes pour les volumes plus importants, a déclaré Robroek. Cependant, la production d'hydrogène sur place est judicieuse lorsque la consommation dépasse 800 kg par jour ou si la distance de livraison devient un problème.
« En ce qui concerne la manutention et le stockage de l’hydrogène, les opérateurs doivent le stocker dans un endroit sûr, propre et sec, et se référer au manuel d’utilisation ou de service pour connaître la température de stockage et les conditions environnementales appropriées », a déclaré Robroek. « Les opérateurs doivent également éliminer toutes les sources d’inflammation à moins de 25 pieds de la zone de stockage et ne peuvent pas effectuer de travail à chaud (travail nécessitant une flamme nue) à moins de 25 pieds de la zone de stockage. »
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