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Uno dei carburanti più popolari per alimentare i carrelli elevatori è il propano. Durante un recente webinar dell'Engine Technology Forum sul propano autogas, Gavin Hale del Propane Education & Research Center (PERC) ha affermato che il propano alimenta circa 600.000 carrelli elevatori negli Stati Uniti.

Tuttavia, le fonti di energia elettrica stanno facendo progressi nei carrelli elevatori. Jacob Whitson dell'organizzazione non-profit CALSTART entro la fine del 2029 negli Stati Uniti saranno venduti quasi 250.000 carrelli elevatori elettrici a batteria.

Stanno guadagnando slancio anche i carrelli elevatori elettrici a celle a combustibile a idrogeno. Un portavoce del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti (DOE) ha dichiarato via e-mail che attualmente ci sono più di 60.000 macchine di questo tipo distribuite negli Stati Uniti. Questo è in aumento rispetto alle 20.000 di novembre 2018, secondo pubblicato in quel periodo.

Varietà di movimentazione dei materiali

E non si tratta solo di carrelli elevatori. Le celle a combustibile a idrogeno stanno trovando posto in una varietà di soluzioni di movimentazione dei materiali.

Un mezzo elettrico per la movimentazione di container a celle a combustibile in funzione nel porto di Los Angeles, in California. (Foto: Hyster)

"Mentre l'uso di fonti di energia elettrica avanzate, come gli HFC (celle a combustibile a idrogeno) o le batterie agli ioni di litio, è generalmente più maturo per linee di apparecchiature più piccole e di capacità più leggera come i carrelli elevatori, vale la pena notare che l'adozione degli HFC sta crescendo in altri tipi di apparecchiature per la movimentazione dei materiali, come le apparecchiature per la movimentazione dei container comunemente utilizzate per spostare i container nei porti", ha affermato Lucien Robroek, presidente di Global Technology Solutions per Hyster Company, via e-mail.

"In effetti, le applicazioni che utilizzano attrezzature per la movimentazione dei container sono tra quelle con il potenziale maggiore per gli HFC", ha affermato. Ciò è dovuto in gran parte all'elevata capacità di carico della macchina e alla necessità di funzionare praticamente 24 ore su 24, 7 giorni su 7, 365 giorni all'anno.

FCEV contro BEV

Robroek ha affermato che ci sono diversi fattori che contribuiscono alla scelta di un veicolo elettrico a celle a combustibile (FCEV) rispetto a un veicolo elettrico a batteria (BEV) nelle applicazioni di movimentazione dei materiali. Questi includono fonti di energia, dimensioni della flotta, tempi di funzionamento, spazio disponibile, obiettivi di sostenibilità e ambiente normativo.

"In generale, tuttavia, il tempo necessario per la ricarica e il tempo in cui l'apparecchiatura può funzionare con una carica sono stati storicamente sfide chiave per l'energia elettrica delle batterie in applicazioni ad alta capacità con cicli di lavoro pesanti", ha affermato Robroek.

Ad esempio, ha affermato che per le operazioni alimentate da motori a combustione interna con cicli di lavoro che durano l'equivalente di diversi turni di otto ore, il passaggio a una soluzione elettrica a batteria potrebbe comportare l'investimento in carrelli elevatori aggiuntivi per gestire macchine che devono essere temporaneamente messe fuori servizio per la ricarica delle batterie.

"Le celle a combustibile, d'altro canto, non hanno bisogno di essere ricaricate", ha detto Robroek. "Invece, gli operatori riforniscono un serbatoio di idrogeno, in modo simile al tempo impiegato per rifornire un motore a combustione interna".

Ha aggiunto che le innovazioni nelle macchine elettriche a batteria hanno reso possibile il funzionamento dei carrelli elevatori per ben otto ore prima di dover essere ricaricati.

"Per le attività che non richiedono ai camion di funzionare ininterrottamente su più turni o che possono ospitare una flotta di camion più ampia, la batteria elettrica potrebbe essere una soluzione ottimale", ha affermato Robroek.

Stabilità della griglia

Tuttavia, un'altra sfida per le apparecchiature elettriche a batteria è la rete elettrica, per la quale, secondo Robroek, è necessaria una valutazione della stabilità della rete locale.

"Una famiglia media utilizza 29,5 kWh al giorno", ha affermato. "Al contrario, caricare una flotta di 100 container handler con un pacco batterie da 260 kWh una volta al giorno richiede oltre 20.000 kWh, una domanda sufficiente a sovraccaricare la capacità della rete".

Flotte più piccole abbinate alla possibilità di ricaricare durante la notte o con un programma di ricarica scaglionato potrebbero non rappresentare un problema, soprattutto quando la rete è solida, ha affermato Robroek.

Infrastruttura di rifornimento

Secondo Robroek, il rifornimento di veicoli elettrici a celle a combustibile richiede stazioni di rifornimento di idrogeno in loco e, a seconda della strategia di approvvigionamento di idrogeno dell'azienda, anche lo stoccaggio.

"Il combustibile a idrogeno può essere consegnato alle stazioni di stoccaggio e rifornimento o generato in loco", ha affermato. "La quantità di idrogeno utilizzata da un'operazione è un fattore critico per determinare quale metodo di approvvigionamento dell'idrogeno abbia senso".

Quando rifornisce un singolo veicolo, ad esempio, un'organizzazione può scegliere di prendere semplicemente in consegna gruppi di serbatoi di idrogeno per volumi più piccoli o un rimorchio a tubo per volumi più grandi, ha affermato Robroek. Tuttavia, la generazione di idrogeno in loco ha senso una volta che il consumo supera gli 800 kg al giorno o se la distanza di consegna diventa un problema.

"Per quanto riguarda la gestione e lo stoccaggio del combustibile a idrogeno, le operazioni devono conservarlo in un luogo sicuro, pulito e asciutto e fare riferimento al manuale dell'operatore o di servizio per la temperatura di stoccaggio e le condizioni ambientali appropriate", ha affermato Robroek. "Le operazioni devono anche eliminare tutte le fonti di accensione entro 25 piedi dall'area di stoccaggio e non possono eseguire lavori a caldo, lavori che richiedono una fiamma libera, entro 25 piedi dall'area di stoccaggio".

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