推动燃料电池的销售

2015年3月22日

燃料电池在替代能源创新方面处于领先地位,美国在燃料电池技术专利方面处于领先地位,在过去三年里,整个燃料电池行业都获得了巨大的发展。美国在燃料电池研究上投入了相对大量的资金,以抵消其消耗的石油,并将在可预见的未来继续消耗石油。简而言之,美国的石油储量仅占全球的3%,人口仅占全球的4.6%,但却消耗了全球四分之一的石油供应。由于开采外国石油储备的成本上升趋势仅超过美国预计消耗的进口石油的百分比,美国工业已经开始部署或决定如何部署燃料电池技术。虽然最终将燃料电池带入普通消费者家庭的几乎肯定是汽车,但到目前为止,将燃料电池带入汽车行业的是仓储和制造业。

领先的电动电梯制造商皇冠设备(Crown Equipment)的研发总监埃里克·詹森(Eric Jensen)在今年早些时候的一次采访中表示,物料搬运行业隐藏在许多其他更受消费者驱动的行业之后。“你看到燃料电池技术在汽车行业的进步,”詹森说,“它最终会出现在头版。但我相信,材料处理将引领燃料电池在汽车行业的发展。”詹森可能说得有道理。皇冠公司不仅推出了多达20种能够使用燃料电池的产品模型,而且沃尔玛、可口可乐、Sysco和联邦快递等大型企业已经投入了大量资金,将燃料电池叉车纳入其车队。在北美,燃料电池驱动的叉车和燃料电池驱动的汽车的比例大约是5:1,这些汽车都没有用于商业销售。起重卡车还有一个额外的好处,那就是不需要像汽车那样谈判复杂的加油结构;使用燃料电池叉车,用户基本上继承了购买每辆卡车的加油站。“燃料电池的运营商也拥有升降机和燃料供应,”詹森说。“在汽车行业,他们制造汽车,希望有可用的燃料供应。” Part of what makes lift trucks a more viable outlet for fuel cell technology is that lifts are smaller, carry less daily risk and are not produced in the same quantities as automobiles. Fuel cell trucks have a quicker turnaround in development and easier leverage to wedge itself into the battery market. The result has been a quickly expanding fuel cell lift market being closely scrutinized by the automobile and aviation industries. And what they’re scrutinizing are how exactly fuel cells work and how they can be optimized for the mass market.

细胞分裂
燃料电池是能量转换设备(如标准发动机)伪装成能量存储设备(如电池)。与电池类似,燃料电池将两种不同的金属混合成导电液体,从而分解它们。与电池不同的是,燃料电池每个单元中含有有限的发电化学物质,燃料电池可以产生自己的化学物质,并通过电池重新利用来产生无限的能量。热和水燃料电池的副产品被分解成氢和氧,并转化为更多的能量。

在各种燃料电池类型中,有三种最适合材料处理行业:聚合物氧化物(PEMFC)、固体氧化物(SOFC)和熔融碳酸盐(MCFC)燃料电池(见:图1).pemfc是由美国能源部开发的最有可能用于运输应用的候选者(包括升降机式仓库机械和长途运输卡车)。SOFC和MCFC燃料电池在固定的发电厂中工作得最好,其规模与您所在城市发电厂中目前由燃气轮机监督的规模最相似。这些电池为仓库等固定电源供应商提供了一个独特的机会,可以以移动物体尚未实现的方式开发燃料电池利用:主要是在存储空间内。

Fc在现场
从理论上讲,人们很难选择有限的能源,而不是永远不需要替代的能源。采用燃料电池技术后,设施人员的效率、更低的电力成本、更小的总能源消耗以及仓库所有者支付的几乎所有账单都会降低。

成功地将一项新技术引入市场,比一个青少年说服一个过度保护自己的父亲在和女儿约会时表现得绅士还要难。困难不仅在于如何让一项不发达的技术在通常看空的市场中发声,还在于如何说服市场对这项技术进行投资。到目前为止,燃料电池仍然很贵(大约是柴油发电机每千瓦价格的四倍,是天然气涡轮机价格的十倍以上)。此外,燃料电池的耐用性仍然不如预期(膜在高温下会腐蚀或退化),在低湿和零度以下的温度下仍然无法正常工作(水合膜在冷藏单元中会冻结),而且仍在与基础设施方面存在的问题作斗争。让你的仓库使用燃料电池是一回事,领导这一运动又是另一回事。

事实上,在大多数材料处理行业看到燃料电池提高生产率之前,需要大量的资本投资(和信心)。然而,值得注意的是,随着运营成本的下降,许多早期采用者看到了效率的提高。全球最大的餐饮分销商马丁•布劳尔(Martin Brower)在其加州最大的工厂之一投资了15个甲醇燃料电池。由于相对及时,该公司在初始投资后发现其分销成本下降了。

直接甲醇燃料电池系统(DMFC)能悄无声息地产生高效电力,不会产生任何有毒气体。高效的DMFC发电厂需要最少的燃料,因此每千瓦时电力所需的燃料更少。其结果是有可能有效地降低平均仓库的总物流和运营成本。食品服务分销商美国食品公司(US Foods)在为期一个月的试用期后,投资了40个相同的甲醇燃料电池,在此期间,分销商不必每天多次维修和维护电池驱动的升降机,从而提高了生产率。2009年,日产的田纳西州士麦那。该工厂将电池驱动的叉车替换为燃料电池升降机,减少了每天35小时因电池维护而造成的人员浪费,以及每天1500千瓦时的电池充电器消耗。

燃料表
一个燃料电池可以产生0.7伏特的电力。考虑到至少需要58个燃料电池才能产生与你家里最白炽灯泡相同的瓦数,这就很清楚为什么燃料电池必须组合成堆栈,以及为什么这些堆栈占用了存储电源汽车所需的空间。十几匹马可以把一辆马车拉得比一匹马更远更快,但谷仓也一定要大得多。双极板用于连接一个燃料电池到另一个,并受到氧化和还原条件和电位。这表明,仓库中的燃料电池技术可能会领先于类似的汽车技术,因为前者不太关心空间问题。虽然PEMFC系统随着改进而变得更轻、更小,但对于标准车辆来说,它们仍然太大、太重。

存储空间可能会在燃料电池汽车、燃料电池叉车和燃料电池存储空间之间的竞争中起主导作用,但与整个技术的制度化支持相比,这只是一个小问题。如果没有政府和教育机构的支持,技术就无法融入工业结构。这样的认可不仅是对投资者的一种褒奖,让他们知道燃料电池是一个不错的选择,而且也是降低燃料电池生产成本的途径。美国最大的第三方物流公司之一GENCO ATC的流程解决方案总监鲍勃·西蒙(Bob Simon)在4月份的一次杂志采访中表示,“如果没有计划和激励措施,将很难克服行业中的一些保留意见。客户愿意成为领导者,但他们不想成为先锋。”

实际上,将燃料电池完全应用于仓库或存储空间是不现实的——在某些情况下,甚至是不可能的。关于燃料电池驱动产品的立法几乎不存在,氢是一种广泛不发达的大规模消费处理资源,大多数能够负担得起燃料电池采用很大比例的企业仍然没有组织计划,详细说明如何成功地实施和维护它。许多组织正在努力为燃料电池和氢气制定一致、协调的规范和标准,但它们还没有实现。这就是重点;燃料电池的到来,虽然不是迫在眉睫,但正在等待。先驱者正在聚集;这种转变已经形成。根据美国能源部在2010年提交的一份报告,“国家消防协会发布了压缩气体和低温流体的2010年规范[…]能源部氢气项目支持的研讨会覆盖了300多名规范官员,并发布了几门在线课程。”

燃料电池价格昂贵,对小型市场的投资激励不大。问题就在这里:为了将成本降低到小公司能够负担得起的水平,更多的公司需要采用这种技术。然而,如果没有更多的早期采用者解决问题,降低成本是不可能的。然而,解决方案就在附近;近到仓库所有者和制造商应该已经注意到,处理数字,并准备替代燃料来源,早晚为替代操作方法提供燃料。

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