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未来工业车辆:哪种驱动技术最合适?

2025-12-04 09:46 性质:转载 作者:logistra 来源:logistra
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物流行业正在经历一场变革:对效率、可持续性和盈利能力的日益增长的需求正在推动几乎所有领域的创新——尤其是在工业车辆领域。如今,工业车辆主要采用三大类驱动技术:内燃机(燃气和液体燃料)...

物流行业正在经历一场变革:对效率、可持续性和盈利能力的日益增长的需求正在推动几乎所有领域的创新——尤其是在工业车辆领域。

如今,工业车辆主要采用三大类驱动技术:内燃机(燃气和液体燃料)、配备各种电池类型的电力驱动,以及仍在发展中的燃料电池技术。

无论是电动叉车、燃料电池解决方案还是传统的内燃机:可用的驱动技术种类不断增加,使得选择合适的系统比以往任何时候都更加复杂。但哪种技术才适合哪家公司?如何才能兼顾环保目标和基本的经济考量?

约尔格·皮龙博士--德国巴登-符腾堡州内部物流网络协会主席

有哪些驱动技术可供选择?

如今,工业车辆采用多种驱动技术,这些技术可分为三大类。内燃机是历史最悠久的驱动技术,可分为燃气发动机和液体燃料(主要是柴油)发动机。第二类驱动技术是电力驱动,使用不同类型的电池,例如铅酸电池和锂离子电池。

燃料电池是目前最新的驱动技术,在工业车辆领域的应用也仅有几年时间。此外,即使在同一种技术类别中,也存在一些衍生产品,但由于市场成熟度有限或其他相关限制,这些产品在实际应用中并不普遍。

虽然电动驱动已成为标准,其他技术大多被忽略,但 Protema Unternehmensberatung GmbH 与 Intralogistik-Netzwerk in BW eV 合作进行的一项科学研究,对现实情况进行了更细致的阐述。

适用于多种场景的电动驱动

由于运行过程中无二氧化碳排放和低噪音排放,电动驱动非常适合许多工艺:该驱动装置可以毫不犹豫地在封闭的厂房内使用,并且通过光伏系统自发电可以显著提高该驱动技术的经济效益。

然而,其他一些技术则凭借更长的净运行时间脱颖而出:例如,氢动力工业车辆等内燃机可在几分钟内完成加注,无需长时间的电池充电或更换。但是,内燃机排放颗粒物、一氧化碳和氮氧化物等有害污染物,这意味着这些驱动技术在室内使用必须采取特殊的安全措施。尽管如此,通过柴油颗粒过滤器等尾气后处理系统或使用合成燃料,可以显著减少内燃机的尾气排放。

相比之下,燃料电池解决方案不会排放任何有害物质,而且只需一个小型锂离子电池即可应对短时功率高峰。因此,根据氢气生产方式的不同,燃料电池驱动系统可以比电动驱动系统更加环保。

性能各不相同

此外,各种驱动技术在性能方面差异显著。内燃机可提供高持续功率,尤其适用于户外作业或长距离重载运输。电动驱动的优势在于高能效和几乎无需维护,但在高强度、长时间运行的应用中会遇到瓶颈。尤其是在无法充电或更换电池的情况下,这种优势更为明显。燃料电池技术则兼具两种驱动技术的优点:它既能实现长时间运行和短周期加氢,又能实现零排放。

原则上,每种驱动技术都有其适用场景。除了目前讨论的方面之外,其他因素,例如各种技术的优势和劣势在不同应用场景和流程中的影响,也会在实践决策中发挥作用。

在不同应用场景中评估

参与这项研究的专家对各种驱动技术的适用性给出了不同的评估:虽然柴油发动机在户外应用中表现尤为出色,但综合考虑室内外应用,电动驱动最终胜出,略微领先于燃料电池。然而,为什么电动驱动的评分更高呢?燃料电池明明更环保,而且由于其恒定的功率输出和快速的加氢时间,还能确保始终如一的高可用性。

专家认为,目前电动驱动系统评价较高的原因是基础设施要求较高,以及采用这种驱动技术的工业车辆供应有限。

2024年,氢能基础设施的建设成为政治讨论的焦点,这理所当然——因为即使是为燃料电池动力工业车辆加氢也面临着相当大的挑战。氢气必须以燃料的形式储存在级联系统中,并处于不同的压力水平,因为加氢需要在加氢站和燃料电池系统的氢气罐之间保持一定的压力差。

氢气可以以多种形式供应,可以是气态或液态。供应时,氢气先被送入低压储罐,经压缩机压缩后,再储存在高压储罐中。氢气在被使用前,必须通过管道输送到加氢站,也就是加氢机。

目前,除了车辆本身的成本外,建设和运营这种复杂的基础设施也需要投入相当高的成本。相比之下,电动驱动的基础设施成本要低得多,部分原因是政府的政策支持,电动驱动的基础设施已经存在。对于那些已经为其生产全部或部分建立了氢能基础设施的公司来说,情况也类似——燃料电池驱动的工业车辆可以成为一种绝佳的替代方案。

未来可行性作为工业车辆投资标准

选择驱动技术是对未来的投资。这可能涉及巨额成本,因此,确保工业车辆的长期运营在经济性和环保性方面保持合理性至关重要。在此背景下,未来的可行性意味着驱动技术不断发展、成本降低、性能持续提升。这些潜力也是本次专家研究评估的内容之一。

根据这项研究,可以推断,欧洲向可持续物流发展的趋势将在未来继续:专家预计,可持续和气候友好型驱动技术将继续变得越来越重要,而内燃机在未来的内部物流应用中将几乎不发挥作用。

首先,决定性因素在于燃料电池和电动机的预期发展。就工业车辆而言,这些技术目前仍处于早期发展阶段。这也意味着企业可以通过早期投资获得竞争优势。政府也针对电动和燃料电池驱动系统提供了相应的激励措施,例如资助项目。

另一方面,专家们也认为,更严格的二氧化碳排放限制将在不久的将来严重限制内燃机的使用。此外,专家们认为,电池和充电技术领域仍将是最迫切的发展需求。

充电时间和电池寿命方面的挑战可以通过感应充电、快速充电解决方案和改进型电池等当前技术的发展得到缓解,从而进一步提高电动驱动系统的可用性、性能和效率。对于燃料电池而言,挑战在于如何在解决充电基础设施问题的同时,扩大配备该驱动技术的工业车辆的适用范围。

虽然政府也出台了相应的激励措施,但其影响尚未在市场上直接显现。然而,这些持续发展已经减少了企业购买内燃叉车的理由。但究竟哪种驱动技术才真正适合每家公司呢?

最佳驱动选择标准

无论未来可行性如何,内部物流流程以及市场状况都是选择驱动技术的基础。工业车辆将用于哪些流程和哪些环境?需要考虑哪些公司特有的要求?一种驱动类型是否足以满足所有流程的需求,还是市场上尚未出现配备所需驱动技术的工业车辆?

为了找到这些问题的答案,必须对公司的内部物流流程进行分析和记录。基于已识别的流程,可以根据既定标准,对驱动技术做出合理的决策。

关键标准类别

专家研究确定了五大关键标准类别:运营至关重要。该类别考虑的因素包括:基于充电或加油时间的日常可用性、维护强度、运行环境(室内、室外或混合运行)以及安全要求。此外,还考虑了技术数据,包括载重能力、行驶速度、车辆尺寸以及极端温度下的运行可靠性等关键指标。

同样重要的是运营成本,其中包括能源、维护和易损件等持续性支出。第四类成本是购置成本,不仅包括车辆本身,还包括必要的充电或加油基础设施以及潜在的补贴项目。最后,还必须考虑二氧化碳排放量、噪音排放和能源效率等环境因素。

具体的评估流程取决于公司的具体目标,无法一概而论。驱动系统的适用性在同一公司内部也会因不同的物流流程而异。用于评估驱动技术的类别会根据公司的战略和流程结构而有所不同,包括评估标准的数量、类型及其权重。不建议采用一刀切的解决方案;最终,工业车辆应根据公司的具体情况进行精准定制,以提供真正的附加值并实现高效的内部物流流程。

因此,驱动技术的选择取决于诸多公司特有的因素,必须慎重考虑,以避免投资失误并实现公司目标。合理选择驱动技术需要对运营需求进行全面分析,并持续关注技术发展动态。如今,积极主动的公司不仅能够获得环境效益,还能通过稳定的运营成本和多样化的应用前景,获得长期的竞争优势。

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