Mobilitätswende 01.10.2019, 00:00 Uhr

Containerstapler emissionsfrei

Angesichts immer strengerer Bestimmungen wollen Hafenbetreiber die Emissionen ihrer Schwerlast- und Containerstapler möglichst auf Null herunterschrauben. Hier helfen elektrische Antriebe mit Lithium-Ionen-Batterien oder Wasserstoffbrennzellen. Entwickelt werden solche Fahrzeuge etwa im niederländischen Nijmegen.

Der Elektro-Containerstapler mit Energierückgewinnungssystem von Hyster befindet sich zurzeit in der Entwicklung. Bild: Hyster

Der Elektro-Containerstapler mit Energierückgewinnungssystem von Hyster befindet sich zurzeit in der Entwicklung. Bild: Hyster

Hersteller von Flurförderfahrzeugen suchen Wege, für Stapler klima- und umweltfreundliche Energiequellen zu nutzen. Im Großstapler-Entwicklungszentrum von Hyster Europe im niederländischen Nijmegen werden etwa Voll-Containerstapler und Reach-stacker, die Autokränen ähneln, mit elektrischem Antrieb entwickelt. Das Unternehmen ist eine Tochter der US-amerikanischen Hyster-Yale-Gruppe mit Sitz in Clevleand, Ohio. Erste Praxistests auf dem Hyster Testgelände im niederrheinischen Weeze verliefen erfolgreich.

Die emissionsfreien Containerstapler verfügen über Elektromotoren, die meist über Hochspannungsbatterien versorgt werden. In Tests zeigten beide Testfahrzeuge eine vergleichbare, wenn nicht gar bessere Leistung als entsprechende Modelle mit Verbrennungsmotor. Zudem weisen diese Containerstapler eine hervorragende Energieeffizienz und niedrige Betriebskosten auf.

„Die Energieeffizienz, die wir festgestellt haben, hat unsere Erwartungen weit übertroffen“, sagt Willem Nieuwland, Projektleiter bei Hyster Europe. Das Unternehmen führt dies vor allem auf die Energierückgewinnung zurück. Der Energieverbrauch kann um bis zu 15 Prozent gegenüber Staplern ohne ein solches System sinken. Die patentierten Energierückgewinnungssysteme speichern die beim Senken von Lasten sowie beim Bremsen freigesetzte Energie und ermöglichen dadurch längere Betriebszeiten, während sie gleichzeitig die Energiekosten senken.

Einsatzort Los Angeles

Der erste Containerstapler mit elektrischem Antrieb wird von einer großen Lithium-Ionen-Batterie betrieben, die über ein drahtloses Hochleistungsschnellladegerät geladen wird. Fenix Marine Services, Logistikunternehmer im Hafen von Los Angeles, wird diesen Stapler künftig – H1150HD-CH genannt – einsetzen. Nach unserer Einschätzung reicht der alleinige Batteriebetrieb für Anwendungen mit mittlerer Belastung aus. Voraussetzung ist eine Infrastruktur für die Energieversorgung sowie ein streng geregeltes Lademanagement für die Zwischenladungen vorhanden. „Für größere Fuhrparks ist dieser Ansatz ungeeignet, da das Elektrizitätsnetz stark belastet wird, vor allem wenn mehrere Stapler gleichzeitig geladen werden müssen“, erklärt Nieuwland. Den hohen Energiebedarf zu decken, sei eine komplexe Herausforderung. „Hier kommt die Brennstoffzelle ins Spiel.“

Der zweite von Hyster entwickelte Containerstapler mit elektrischem Antrieb ist ebenfalls mit einer großen Lithium-Ionen-Batterie ausgestattet und kann zusätzlich auf zwei eingebaute Brennstoffzellen zurückgreifen. Diese Kombination aus Batterie und Brennstoffzelle erwies sich als passender für die Herausforderungen der Fenix Marine Services im Hafen von Los Angeles.

Die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff erleichtert die Planung. So werden weniger Ladevorgänge benötigt. Solange die Wasserstofftanks gefüllt sind, ist ein durchgängiger Betrieb möglich. Selbst wenn die Tanks nachgefüllt werden müssen, dauert dies schätzungsweise nur etwa 15 Minuten. Hinzu kommt, dass die Batterie während der Mittagspause oder anderen Unterbrechungen geladen werden kann, was den zusätzlichen Aufwand noch einmal minimiert.

So könnte der Autokran für Container – ein so genannter „Reachstacker“ – mit Brennstoffzelle und ausfahrbarem Ausleger für den Hafen von Valencia aussehen. Bild: Hyster

So könnte der Autokran für Container – ein so genannter „Reachstacker“ – mit Brennstoffzelle und ausfahrbarem Ausleger für den Hafen von Valencia aussehen. Bild: Hyster

 

Einsatzort Valencia

Im Rahmen des EU-Programms Horizont 2020 und des Projekts H2Ports entwickelt Hyster Europe einen Reachstacker mit elektrischem Antrieb für den Hafen von Valencia, der mit einer Wasserstoffbrennstoffzelle ausgerüstet ist. Das MSC Terminal Valencia (MSCTV) wird wohl die erste Hafenanlage Europas sein, die Wasserstoffenergie im täglichen Betrieb einsetzt. Hyster rechnet damit, dass der Elektro-Reachstacker über die gesamte Schicht hinweg eine vergleichbare, wenn nicht sogar bessere Leistung im Vergleich zu konventionellen Reachstackern mit Verbrennungsmotor erzielt.

„Wir waren beeindruckt, wie schnell die Elektro-Reachstacker im Test ansprachen“, verrät Nieuwland. Die Genauigkeit und Steuerung von Hub und Antrieb seien sogar besser als bei Modellen mit Verbrennungsmotor. Dies ermögliche ein präzises Handling, was die Produktivität in Zukunft noch weiter steigern wird. Neben einem niedrigen Schallpegel bietet der Reachstacker den Vorteil, dass die Energiekosten sinken. Wir erwarten zudem geringere Wartungskosten, da sowohl Verbrennungsmotor und Getriebe als auch weitere mechanisch angetriebene Komponenten wegfallen. Der Elektro-Reachstacker soll sich bereits nach drei bis vier Jahren amortisieren.

Bei den Projekten arbeitet Hyster mit verschiedenen Partnern zusammen und erhält Fördermittel von Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCHJU) und California Air Resources Board (CARB), welches teilweise über die California Climate Invest finanziert wird. Ein landesweites Förderprogramm, das es sich zur Aufgabe gemacht hat insbesondere in benachteiligten Kommunen die Treibhausgase zu reduzieren, die Wirtschaft zu stärken und die Lebensbedingungen zu verbessern.

Infrastruktur anpassen

Bereits bei der Planung für eine emissionsfreie Zukunft sollten Hafenbetreiber berücksichtigen, dass sie eventuell ihre Infrastruktur anpassen müssen. So ist bei der Umstellung auf Elektro-Containerstapler mit Lithium-Ionen-Batterie der Ladevorgang ein wichtiger Aspekt. Insbesondere bei größeren Hafenanlagen können die Anforderungen an die Logistikplanung bei der Umstellung auf Elektrobetrieb komplex ausfallen. Dies gilt etwa für das Laden der Stapler innerhalb des Betriebszyklus. So ist zu berücksichtigen, welcher Stapler wann an welcher Station wie lange geladen werden kann. Nicht betriebsbereite Ladestationen könnten die Abläufe daher erheblich beeinträchtigen.

Hafenbetriebe, die einen emissionsfreien Betrieb anstreben, müssen alle am Standort eingesetzten Stapler – auch die in den Warenlagern genutzten – in ihre Planung einbeziehen.

Von den USA in die EU

In den USA setzen ein Automobilkonzern und ein Weinhandel bereits Gabelstapler mit Brennstoffzelle von Hyster ein. Ein Gegengewichtsstapler mit Brennstoffzelle hat vor knapp einem Jahr auch die CE-Kennzeichnung für die EU erhalten.

Wir entwickeln die Brennstoffzellen-Produkte weiter. Dabei konzentrieren wir uns auf den sehr aktiven Markt in den USA und bereiten uns in Nijmegen auf die Produktion vor. Angesichts der Herausforderungen beim Umweltschutz sind wir der Ansicht, dass Brennstoffzellen bei einigen Anwendungen die beste Option sind.

Allerdings gehen wir derzeit davon aus, dass bisher erst knapp 500 Gabelstapler mit Brennstoffzelle europaweit im Einsatz sind. Doch es werden sicherlich mehr werden: In Großbritannien fördert die Regierung bereits Technologien, damit die Transportbranche künftig komplett emissionsfrei wird. Auch der amerikanische Bundesstaat Kalifornien hat sich zum Ziel gesetzt, spätestens im Jahr 2030 nur noch emissionsfreie Frachtumschlaggeräte einzusetzen. In allen Teilen der Welt sind zunehmend Stapler gefragt, die den Umweltzielen entsprechen und gleichzeitig alle individuellen Anforderungen erfüllen.

Von Timo Antony

Timo Antony, Area Business Director Central Europe bei Hyster Europe, hyster.zentraleuropa@hyster.com

Top Stellenangebote

Hochschule Osnabrück-Firmenlogo
Hochschule Osnabrück Professur (W2) für nachhaltige Lebensmittel- und Verpackungstechnik Osnabrück
Hochschule für angewandte Wissenschaften München-Firmenlogo
Hochschule für angewandte Wissenschaften München W2-Professur für Bauproduktionsplanung und Prozessoptimierung (m/w/d) München
Hochschule Hannover-Firmenlogo
Hochschule Hannover W2-Professur Physik und Messtechnik Hannover
Hochschule Ruhr West-Firmenlogo
Hochschule Ruhr West Kanzler der Hochschule Ruhr West (m/w/d) Mülheim an der Ruhr
Technische Hochschule Ulm-Firmenlogo
Technische Hochschule Ulm Professur (W2) Simulation und Signalverarbeitung Ulm
Technische Hochschule Ulm-Firmenlogo
Technische Hochschule Ulm Professur (W2) Werkstoffkunde, Fügetechnik Ulm
Panasonic Industrial Devices Europe GmbH-Firmenlogo
Panasonic Industrial Devices Europe GmbH Projektleiter Automotive (m/w/d) Lüneburg
Fachhochschule Münster-Firmenlogo
Fachhochschule Münster Professur für Autonome Systeme im Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Münster
Technische Hochschule Köln-Firmenlogo
Technische Hochschule Köln Professur (W2) für Digitale Produktion Gummersbach
Technische Hochschule Köln-Firmenlogo
Technische Hochschule Köln Professur (W2) für Cyber-Physische Systeme Gummersbach
Zur Jobbörse