(1/19) 燃料電池 (FC) フォークリフトの取組み FC = Fuel Cell 2015 年 6 月 30 日株式会社豊田自動織機 1. フォークリフトの種類と市場 (2/19) 1) フォークリフトの種類 電動式 Class1 カウンタ Class2 リーチ Class3 ローリフト エン

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燃料電池(FC)フォークリフトの取組み

燃料電池(FC)フォークリフトの取組み

2015年6月30日

株式会社 豊田自動織機

※FC = Fuel Cell

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１）フォークリフトの種類

※分類は、ITAの規格に基づく ITA：Industrial Truck Association（⽶国産業⾞両協会）

１. フォークリフトの種類と市場

電

動

式

エ

ン

ジ

ン

式

Class１ カウンタ

Class2 リーチ

Class3 ローリフト

Class4・5

電動式⽐率 56% (日・米・欧では55〜80％)

エンジン式⽐率 44%

※当社調べ

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究極の

エコ・フォークリフト

次世代ﾊﾞｯﾃﾘ⾞

ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ⾞

ﾄﾖﾀｸﾞﾙｰﾌﾟ環境対応技術

ﾊﾟﾜｰｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ技術

燃料電池⾞

ｴﾝｼﾞﾝ⾞

電動⾞

⾼い環境性能と経済性の両⽴をめざし、トヨタグループの

燃料電池技術を投⼊してFCフォークリフトを開発中

出典）トヨタ⾃動⾞殿ホームページより

2015年ビジョン

(2004年策定)

２. FCフォークリフト開発の背景・ビジョン

１）当社のフォークリフト先⾏開発⽅針

２）トヨタGでの燃料電池の取り組み

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空港

FCﾄｰｲﾝｸﾞ 水素スタンド FCﾌｫｰｸﾘﾌﾄ 構内物流

工場

FCﾌｫｰｸﾘﾌﾄ _{水素スタンド} FC大型AGV

港

FCﾌｫｰｸﾘﾌﾄ 水素スタンド FC牽引⾞ 都市内・ 都市間物流 FC⾃動⾞ 水素 水素 FC AGV 水素 非常用 電源 等

3. FC産業⾞両の将来イメージ

構内物流から広がる⽔素社会のイメージ

各サイト内外をつなぐ⽔素利⽤による物流 ⇒水素社会を実現

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セパレータ 水素極（陰極） 酸素極（陽極） 電解質膜 セパレータ 水素 空気（酸素） スタックはセルの集合体 電気はセル毎につくられる

FCセル

FCスタック

【化学反応式】 水素極（陰極） ： H2 → 2H++ 2e -酸素極（陽極） ： 1/2O2 + 2H++ 2e- → H2O 【化学反応式】 水素極（陰極） ： H2 → 2H++ 2e -酸素極（陽極） ： 1/2O2 + 2H++ 2e- → H2O 出典) JHFCホームページより 空気（酸素） 水素 空気、水 水素 (-) (+)

水素と空気中の酸素を化学反応させて電気をつくり、水のみを排出

4. FCとは？

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FCユニット

鉛バッテリ

置き換え

FCスタック

同体積・重量

2.5トン積み⾞両⽤鉛バッテリ 体積 410 L 重量 1,045 kg システム電圧 48 V 容量 565 AH

⾞両への搭載状態

5. FCフォークリフトとは？

FCスタックで発電した電気を動⼒源とし荷役・⾛⾏するフォークリフト

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１）環境性

・

稼動時ゼロエミッション

・Well to Wheel

※

_{CO2排出量低減}

２）作業効率向上

・水素充填 約3分

・鉛バッテリ同等(8時間)の連続稼動が可能

３）省スペース

・スペアバッテリ

・バッテリ置き場

・充電装置

４）外部給電機能

・水素一充填あたり約15kwhの

電⼒供給が可能

※ Well to Wheel排出量 ： 燃料原料採掘段階から⾛⾏段階までの総排出量 既存の電動⾞に、鉛バッテリとの 置き換えでFCユニットを搭載する ことが可能（ユニット体格・重量同等）

FCユニット

鉛バッテリ

不要

性能は 従来電動⾞ 同等

6. FCフォークリフトの特⻑

⾼い環境性・作業効率向上・外部給電などを実現可能

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リフ ト の 仕 事 ｋ W ｈ 当 りの 排 出 量 ［ ｇ ］ ※2 COG：コークス炉ガス ※1 NG：天然ガス ※3 NGCC：天然ガスコンバインドサイクル発電 リフト使用時の排出 発電時の排出（発電所） 水素製造時の排出 水素圧縮時に排出 化⽯燃料処理時の排出 良い 鉛バッテリ 燃料電池（⽔素） エンジン 出典）Argonne研究所 ANL/ESD/08-3

6. FCフォークリフトの特⻑ 1）環境性

CO2排出量⽐較（⽶国の例）

鉛バッテリ式電動⾞と同等以上のCO2削減効果を期待

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作業（8h）

作業（8h）

作業（8h）

作業（8h）

鉛バッテリ充電

(6〜8h)

・鉛バッテリ交換

(10〜15分)

・バッテリ液補水

(15分／週2回)

・・・

・・・

水素

充填

(3〜5分)

連続稼動のケース

電源：FC

電源：鉛バッテリ

時間

6. FCフォークリフトの特⻑ 2）作業効率向上

非稼動時間の低減

バッテリ交換、メンテナンスによる非稼働時間が低減

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水素供給設備

充電器

スペアバッテリ

水素ディスペンサ 例： 工場内水素設備 ※1工場あたり数十台の フォークリフト、24時間稼動 (写真はイメージ)

充電時間 6〜8h

6. FCフォークリフトの特⻑ 3）省スペース

鉛バッテリ交換・充電システム運⽤例

スペアバッテリ、充電スペースが不要

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40 200 203 234 161 184 200 195 95 50 40 161 105 65 75 ₅₆ 170 61 297 35 96 5025 254 20 140 1362759510 43 25 60 102 110 65 3214 102 75 2013 2009 2010 719 導 入 台 数 2011 2012 1,000 2,000 3,000 4,000 2,455 1,364 累計 単年 811 台 FCフォークリフト導入台数の推移 1,111 1091 3,266 ※デモ用機台(約250台)除外 401 645 飲料 6% 製造業 16% 運輸 10% 食品 68％ Plug Power社(シェア89%) Oorja社（シェア10%） その他 [Hydrogenics Nuvera]（シェア1%） FCユニットメーカ １サイト あたり 導入台数 5,000 2014 1,490

5,867

4,377

【ご参考】 北⽶FCフォークリフト市場動向

（１）政府助成⾦、税還付(30%) （２）⾷品・飲料ユーザーから普及 （３）⼤規模・⻑時間稼動ユーザーの 電動フォークリフトからの置き換え 導入が 進む背景

出典)Fuel Cell-Powered Forklifts in North America : www.fuelcells.org

北⽶のFCフォークリフト導入状況

米国政府の支援を背景に市場導入が加速 累計約6,000台

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BMW組⽴⼯場

屋内： ６ヶ所の水素ディスペンサ 屋外： 蓄圧器と液体水素貯蔵容器 牽引⾞・フォークリフト (FCユニット： Plug Power社製) 計２７５台 15,000ガロン (57kL) Linde社 出典）Plug Power社ホームページ

【ご参考】 北⽶での導⼊事例

BMWサウスカロライナ工場

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水素ステーション 35MPa データ通信 CEMS 副生水素 FEMS （工場全体のエネマネ） 電動器具 ＊1 ＊2

＊1 CEMS: City Energy Management System ＊2 FEMS: Factory Energy Management System

電⼒供給 高圧水素タンク 燃料電池 モータ 酸素 キャパシタ 水 フォークリフト⽤燃料電池システム 電⼒供給 AC100V 15kWh DC48V 15kWh

北九州実証実験での取り組み例

場所 ： 豊田合成殿 北九州⼯場 期間 ： 2011年度〜2013年度 台数 ： 2台

6. FCフォークリフトの特⻑ 4）外部給電

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クラウドサーバー

遠隔モニター

タブレットPCモニター

インターネット

・位置情報 ・FCシステム動作・管理データ ・メンテナンス情報 ・作業・稼動情報 ほか

FCフォークリフト

GPSサテライト

データ送信器

解析ソフト

【ご参考】 クラウドを利⽤した遠隔モニターシステム

フォークリフト稼働情報およびＦＣシステム情報を開発にフィードバック

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FCスタック

14 km/h 16 km/h 440 mm/s 550 mm/s ⾞速 荷役速度 2,500kg 定格荷重 負荷 無負荷 鉛電池と 同体格・同重量 8 kW 33 kW×2秒 13 kW×4秒 48 V 35 MPa 1.2 kg 8時間 連続出⼒ 短時間出⼒ 短時間⼊⼒ システム電圧 充填圧 搭載量 稼動時間 ⼊出⼒ 水素 5 kw×3時間 DC48V （工場への給電） 1 kw×15時間 AC100V 電源 機能 ※1 稼動時間測定条件： 電動⾞JISパターン ※2,3 ⽔素満充填状態からの電⼒供給可能時間 ※2 ※3 ※1 3分 充填時間 鉛 電 池 充 電 約 8 時 間 フォークリフト性能は 従来電動⾞同等 (ベース⾞両：積載荷重2.5t電動フォークリフト)

7. 北九州実証試験⾞

１）FCフォークリフト⾞両仕様

２）FCユニット仕様

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＜トヨタ⾃動⾞＞ ＜新関⻄国際空港＞ ＜岩谷産業＞ ＜岩谷産業＞ ※KIX ※KIX ※KIX ※KIX水素ｸﾞﾘｯﾄﾞ 委員会ﾒﾝﾊﾞｰ (2015年2月時点) ・大阪府 ・新関⻄国際空港 ・岩谷産業 ・三井物産 ・豊田通商 ・トヨタ⾃動⾞ ・豊田自動織機 他 ＜豊田自動織機＞

8. 関⻄国際空港での実証

KIXスマート愛ランドプロジェクト（空港モデル）

KIX水素ｸﾞﾘｯﾄﾞ委員会

※

_{にて、2025年の産業⾞両全⾯FC化を目指す}

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(17/20)

2016年度 2014年度 FCフォークリフトへの水素充填 2015年 ・ FCフォークリフトによる実証運用開始（2/23〜、北九州モデル1台） ・ FCフォークリフトの実用化モデル2台を開発し実証運用 2016年 ・ 液化水素貯蔵施設・貨物建屋内ディスペンサー及び 高圧水素配管パイプライン設置を計画 ・ FCフォークリフト順次導入 医薬品専用共同定温庫(KIX-Medica) での稼動

8. 関⻄国際空港での実証

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国際貨物地区

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内容 今後の取組み ・低合⾦鋼(Cr-Mo系など)の認可 ・企業実証特例制度等の取組みを 通じ、鋼製ﾗｲﾅｰ、もしくは全部鋼製 ﾀﾝｸの使用許可に向け、実証を 進める (2014年度〜)

１）⽔素タンク使⽤材料の拡⼤（低コスト化）

２）水素ディスペンサの屋内設置基準

・屋内水素ﾃﾞｨｽﾍﾟﾝｻ設置基準の緩和 ・関空実証を通して、設置基準の緩和 に向けた課題の洗い出し (2015年度〜) ・⽕気制限距離（現状8m）の縮小 ・⽔素ガスの滞留防⽌措置の緩和 水素ﾀﾝｸ 材料の⼀部 (ﾗｲﾅｰのみ) もしくは 全部を鋼製化 (安価で重い) ﾃﾞｨｽﾍﾟﾝｻ

9. 規制緩和への取り組み

産業⾞両⽤FCシステム普及のため規制緩和が必要な主な項目

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ご清聴ありがとうございました