Sur la voie d'un avenir climatiquement neutre, l'e-mobilité a un rôle important à jouer dans le domaine du transport et de la logistique. L'exigence de réduire encore les émissions de CO2 est un moteur essentiel de l'utilisation croissante d'alternatives de propulsion. Pour le secteur de l'intralogistique, le sujet n'est pas nouveau : il existe déjà plus de 50 ans d'expérience avec des chariots de manutention à entraînement électrique. Les différentes technologies de batteries et leurs performances ainsi que l'infrastructure de charge nécessaire sont connues. Environ 90 pour cent de l'ensemble du portefeuille de Toyota Material Handling sont des chariots électriques, disponibles aussi bien avec des batteries plomb-acide classiques qu'avec la technologie lithium-ion. La bonne efficacité énergétique de la technologie lithium-ion permet à l'exploitant non seulement d'économiser des coûts énergétiques, mais aussi de réduire les émissions de CO2. Mais que se passe-t-il si les capacités électriques existantes ne suffisent pas pour cette technique ou s'il n'y a pas assez de temps ou d'espace pour les processus de charge? Dans ce cas, la propulsion par pile à combustible à l'hydrogène peut être une réponse.
Le rôle de pionnier de Toyota dans les piles à combustible
Dans le secteur automobile, Toyota est considéré comme un pionnier et un leader en matière d'innovation dans le domaine des propulsions alternatives dans le domaine de la technologie électrique, hybride et des piles à combustible.
Dès 1997, Toyota s'est engagé sur la voie de l'e-mobilité avec la Prius. L'inventeur et parrain de notre technologie hybride (et aussi de la technologie des piles à combustible), Takeshi Uchiyamada, est notre président depuis 2013. Un expert R&D confirmé à ce poste souligne la grande importance de la diversité des propulsions pour notre groupe".
Stefanie Beck, Conférencière, Toyota Motor Europe – Berlin Office
Depuis 2014, Toyota produit la première voiture à pile à combustible au monde, la Toyota Mirai, et a déjà lancé la deuxième génération de sa berline à pile à combustible.
Les composants des piles à combustible de la Toyota Mirai seront fabriqués dans une usine technologique qui ne sera ouverte qu'en 2020 au Japon. Dès la première année, 30.000 piles à combustible et réservoirs d'hydrogène y seront produits, qui seront utilisés sur le marché national, notamment pour d'autres véhicules utilitaires, par exemple des bus.
En Allemagne aussi, cette technologie est désormais plus qu'acceptée. Plusieurs centaines de Toyota Mirai circulent sur les routes allemandes et l'infrastructure de ravitaillement en hydrogène ne cesse de s'étendre. Le développement est accéléré par les aides publiques.
La stratégie allemande en matière d'hydrogène
La pile à combustible a récemment été citée comme une technologie d'avenir de première importance par le gouvernement fédéral dans le cadre de l'annonce de la stratégie nationale pour l'hydrogène. Elle transforme l'hydrogène en eau à l'aide de l'oxygène de l'air. Au cours de cette réaction chimique, de l'énergie électrique est libérée pour alimenter des moteurs électriques.
Dans le cadre de la stratégie nationale pour l'hydrogène, différents ministères fédéraux font actuellement avancer le développement, car ce vecteur énergétique flexible est indispensable à la transition énergétique en Allemagne. L'objectif est de mettre en place une économie de l'hydrogène compétitive au niveau international. C'est pourquoi l'État fédéral met à disposition 9 milliards d'euros de subventions. Pour en savoir plus sur le contenu concret de la stratégie, cliquez ici.
L'ambiance de renouveau arrive également dans le secteur du transport et de la logistique. Mais alors que le secteur des véhicules utilitaires pour le transport de marchandises par route en Europe en est encore largement au stade du développement, la technologie des piles à combustible est déjà utilisée pour les chariots de manutention.
Quelle est la structure d'une pile à combustible?
Le cœur de l'entraînement à hydrogène pour les chariots élévateurs à fourche et les appareils de stockage est le système de pile à combustible, composé de l'empilement de piles à combustible, du réservoir d'hydrogène (350 bars), d'un accumulateur d'énergie sous forme d'une petite batterie lithium-ion et du ventilateur. La batterie sert à stocker temporairement l'énergie non utilisée ou récupérée par récupération, afin de la rendre rapidement disponible pour les pics de charge. Le système, conçu dans un cadre en fonte de la taille d'une batterie plomb-acide classique, peut être installé relativement facilement et avec peu de modifications dans un chariot élévateur électrique classique.
Flottes de chariots élévateurs à pile à combustible réalisées avec succès aux États-Unis et en Europe
Actuellement, environ 90 pour cent de la flotte de chariots de manutention électriques de Toyota sont déjà disponibles avec un entraînement par pile à combustible et certifiés selon les directives européennes. D'autres appareils suivront. Aux États-Unis, Toyota Material Handling et ses filiales ont déjà réalisé des projets comprenant jusqu'à 500 appareils, dont des engins pour allées étroites, des chariots à mât rétractable ou des tracteurs. Parmi les utilisateurs, on compte des entreprises de l'industrie alimentaire, de l'industrie automobile, du commerce (par correspondance) et de la logistique, ainsi que des aéroports et des ports. Mais le leader mondial des chariots de manutention fait également fonctionner une partie de sa flotte à l'hydrogène dans ses propres usines de production au Japon et en Italie, ainsi que chez des clients en France, en Norvège et en Finlande, ce qui lui permet de disposer d'une expérience pratique de plusieurs années en matière d'exploitation. L'usine de mâts de levage de Ferrare, en Italie, sert d'installation pilote à Toyota Material Handling Europe. C'est là que des enseignements importants sont tirés pour les projets des clients - aussi bien des tests pratiques avec la propre flotte de chariots élévateurs à hydrogène que de la collaboration avec des partenaires pour la planification et la mise en place de l'infrastructure à hydrogène en fonction des besoins.
Utiliser les programmes de soutien de l'État fédéral et les initiatives régionales
Au niveau mondial, c'est le marché américain qui est en tête avec actuellement environ 35.000 chariots de manutention à pile à combustible en service. Cela s'explique entre autres par des incitations fiscales et une industrie de l'hydrogène existante. Le Japon vise même la production de 10.000 chariots élévateurs à hydrogène d'ici 2030, alors qu'en Europe, seuls 600 appareils environ sont actuellement en service - et ce, bien que la technologie ait été testée et soit opérationnelle.
Cela devrait changer avec la stratégie nationale pour l'hydrogène du gouvernement fédéral et des programmes de soutien spéciaux pour les exploitants de flottes de chariots élévateurs. Afin d'accélérer le développement des flottes à propulsion hydrogène et des infrastructures de ravitaillement, le ministère fédéral des Transports et de l'Infrastructure numérique (BMWi) soutient les entreprises dans le cadre du "programme national d'innovation pour la technologie de l'hydrogène et des piles à combustible" avec une somme totale de 5 millions d'euros.
Les investissements dans les flottes de chariots élévateurs ainsi que toute l'infrastructure hydrogène nécessaire à cet effet sont encouragés avec un taux d'aide de 40% des coûts d'investissement supplémentaires. La subvention peut être une aide importante pour les projets.
Tobias König, Programme Manager Green Logistics and Power Supply to Critical Infrastructure, NOW GmbH
Grâce à ce soutien financier, environ 500 autres chariots de manutention équipés de cette technologie innovante devraient être mis en service dans notre pays d'ici 2022.
L'association allemande des constructeurs de machines et d'installations (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V.). (VDMA) prévoit dans son étude actuelle "Impact of fuel cell technology on the machinery and component supplier industry" que d'ici 2030, la part de marché des chariots élévateurs fonctionnant à l'hydrogène sera déjà de 10 à 20 pour cent selon la catégorie de puissance. Dans l'ensemble, les fabricants enregistrent déjà un intérêt accru et une demande croissante pour les solutions à base d'hydrogène comme moyen de propulsion des chariots de manutention, notamment dans les nouveaux projets de construction de centres logistiques.
Avantages de la technologie des piles à combustible pour les chariots de manutention:
- Fonctionnement sans émissions, uniquement de l'eau distillée comme "déchet".
- Gain de temps grâce à l'absence de changement de batterie ou de temps d'arrêt pendant le processus de charge
- Grande disponibilité de l'appareil, car le ravitaillement ne dure que 2 à 3 minutes
- Pas de consommation de surface, pas d'investissement dans des locaux de chargement ou des installations de ventilation
- Très flexible, même en cas de pics d'activité, des ravitaillements supplémentaires sont possibles à tout moment
- Pas de manipulation de produits chimiques toxiques comme l'acide de batterie ou le plomb
- Neutre en CO2 en cas d'utilisation d'hydrogène "vert".
- Pas de perte de puissance au cours de l'utilisation
- Longue durée de vie et peu d'entretien
- Utilisation possible dans une plage de température de - 30°C à 40°C
Pourquoi c'est maintenant le bon moment pour faire fonctionner les flottes de chariots élévateurs à l'hydrogène
L'essor actuel des applications de piles à combustible dans d'autres secteurs industriels, notamment dans le segment des véhicules utilitaires, va donner une impulsion à l'extension de l'infrastructure d'hydrogène en Allemagne et en Europe et faire baisser encore le prix de l'hydrogène et donc les coûts d'exploitation des chariots élévateurs à pile à combustible. À cet effet, les fournisseurs d'énergie développent actuellement différentes solutions pour transporter et stocker l'hydrogène ou pour le produire sur place à partir d'énergie renouvelable. La distribution d'hydrogène à l'intérieur d'un bâtiment ou sur un terrain est possible aussi bien sous terre que dans des conduites minces sur le toit, ce qui permet de positionner des stations-service là où les chariots de manutention sont utilisés. L'infrastructure à l'extérieur du bâtiment se limite à une petite surface pour le stockage de la station de compression, du réservoir de stockage intermédiaire ainsi que de la station de distribution.
La voie vers l'hydrogène avec Toyota Material Handling
Alors que les coûts de l'électricité ne cessent d'augmenter, le prix de l'hydrogène baisse au fur et à mesure que les quantités produites augmentent, notamment grâce à des projets d'hydrogène soutenus par les pouvoirs publics. Les chariots élévateurs à hydrogène ne marquent pas seulement des points par leur absence d'émissions, mais offrent aussi une disponibilité maximale 24 heures sur 24 grâce à un ravitaillement rapide. De plus, plus la flotte est importante et plus le nombre d'heures de fonctionnement par appareil est élevé, mieux se répartissent les investissements dans l'infrastructure à hydrogène et les coûts de sa maintenance régulière. Ainsi, une grande flotte avec un taux d'utilisation élevé contribue à un amortissement plus rapide des coûts.
La technologie des piles à combustible contribue déjà aujourd'hui de manière décisive à la réduction de l'empreinte carbone des entreprises. En tant que partenaire de planification et de réalisation de projets, Toyota Material Handling propose non seulement le plus large portefeuille de chariots de manutention, mais dispose également de nombreuses expériences de projets et d'un réseau de planificateurs, d'experts et de fournisseurs compétents pour l'infrastructure hydrogène. Il est important d'avoir des partenaires fiables et expérimentés, comme ceux qui s'engagent activement dans le réseau pour une intralogistique verte (Clean Intralogistics Net) avec des piles à combustible, dont Toyota est le porte-parole.
Profitez des opportunités et des potentiels que la technologie de l'hydrogène offre dès aujourd'hui à l'intralogistique et associez la protection du climat et la durabilité à la sécurité des investissements dans une technologie innovante.
