【焦点报道】导入环保CO2冷媒制冷机组降低30%电量的冷冻专用仓库

我是物流万人迷 2024-09-20 21:58:41

——武藏野东京都圈冷冻中心

武藏野集团是一家从事连锁便利店的便当、熟食、调理面条、吐司等食品的开发、加工与物流配送的食品企业。担任物流配送服务的企业“株式会社 武藏野物流”于2022年6月在琦玉县入间郡竣工了最新型的大型冷冻仓库“东京都圈冷冻中心”(见照片①②,图表1)。该仓库为三层建筑,全栋均为-25℃的冷冻专用仓库,总建筑面积约为11,484平方米,存储量为13,393个托盘,拥有低温装卸空间以及最大容量的移动式货架等设施。此外,仓库内还引进了8台叉车。楼层的有效高度均确保在7米以上,能够实现托盘的四层堆栈。

▲图1 八台大型制冷机(户外机)排列在“东京都圈冷冻中心”

此外,为了降低地球暖化系数,该中心引进了8台日本热源系统公司的CO2冷媒制冷机。与传统的氟利昂冷媒制冷机相比,这种制冷机能够减少约30%的电力消耗,相当于每年减少2,020吨的CO2排放,具备高效节能的特点。

▲图2“东京都圈冷冻中心”

经过新冠疫情的影响,人们的生活方式,特别是饮食习惯有了很大变化,支撑这些变化的冷冻食品需求也在增加。作为支撑武藏野供应链的基础设施,这座大型且高效节能的冷冻中心已投入稳定运行。

武藏野物流网络覆盖日本全国

隶属武藏野集团的物流服务企业,武藏野物流主要负责配送大型便利店连锁的便当、熟食等自有品牌(PB)商品,以及面向超市、中小型餐饮店和外食行业的吐司、业务用食材等的制造和销售。“南至九州岛,北至北海道,武藏野物流将上述商品从制造工厂配送至全国各地的配送中心。”武藏野首都圈第二事业部部长代理猪熊纯介绍道。

既然叫做武藏野物流,武藏野过去主要的业务自然来自武藏野集团,不过武藏野物流以遍布日本全国的22个物流中心中的如埼玉、神奈川、千叶等地物流中心为核心,不断拓展外部业务,目前集团内业务的占比已经降至40%。其中,首都圈事业部主要负责向东京都圈的居酒屋、比萨连锁店等小型店铺配送商品(配送车辆载重为2吨和3吨),每天都配送约5,000至6,000家。

因应冷冻食品需求开设专用冷冻仓库

在COVID-19疫情暴发之前,日本冷冻食品的增长率就已经逐步攀升,COVID-19疫情暴发后,更是推动了家庭用餐的需求,进而也带动了冷冻食品的需求。为此,武藏野集团决定加大冷链物流业务的拓展力度,并在现有的埼玉物流中心旁建立一个占地超过约为9,900平方米的专用冷冻物流中心——东京都圈冷冻中心。此前武藏野物流主要处理三种温度区间的业务,而这是第一次建设并运营专注于冷冻食品的物流设施。

伴随冷食需求的扩大开设冷冻专用仓库

新开设的东京都圈冷冻中心最大的特点在于,接受日立工程服务公司的提案,引进了日本热源系统公司制造的CO2冷媒的制冷机8台(图表2,照片③~⑤)。由于使用CO2这种自然冷媒,与传统的氟利昂冷媒制冷机相比,可以减少约30%的电力消耗。这相当于每年减少2,020吨的CO2排放量,也包括冷媒泄漏的影响。猪熊纯说道,武藏野集团提出了碳中和的目标,因此作为子公司的武藏野物流已经在埼玉物流中心引入了太阳能发电设备,这次采用这种制冷机也是出于同样的考虑。

此外,猪熊纯认为值得注意的特点是电力使用量的水平是恒定的。虽然整个仓库保持在-25℃,但全年的电力使用量几乎稳定。因为通常来讲,在炎热的夏季,电力使用量会增加,而在冬季则会减少,受外界气温的影响,但这里全年电力费用保持在一定水平。

▲图3 室内蒸发器由于出风口向下的特殊结构,使气流循环,均匀冷却整个仓库

▲图4 连接制冷机室外机和室内机的冷媒管

▲图5 使用CO2冷媒的冷冻仓库冷却单元。冷却能力为100kw级的大型制冷机(户外机)

建筑结构也是降低能耗的关键

猪熊纯认为这也与建筑结构有关。在夏天,随着气温的升高,制冷机组频繁运转是常态,该冷冻中心的独特隔热结构设计,让保温的效果非常优秀,即使在夏天,也不需要过度运转就能够保持-25℃。相比于多温层的物流中心内,只有冷冻部分采用了隔热面板的施工方法,该物流中心从墙壁到天花板都采用了隔热结构,这也是一个重要因素。

如今节能是行业的常识,但是否采用相关技术的关键在于应用和维护成本。对于武藏野物流而言,尽管初期投资较高,但从长期的成本效益来判断是十分合适的。当然,武藏野物流也考虑了性价比。“如果在20年左右的期间内能够以较低的成本持续进行工作,那么我们认为这是一个足够回收投资的方案。”

在维护方面,日立工程服务(该物流中心制冷系统的集成商)提供的年度检查和定期检查的细致服务,也是一个重要的优势。另外,日立工程服务在自己的办公室里设置了一个动力监控系统,可以从外部监控整个物流中心空调系统的运行情况。一旦发生故障或错误,会实时传送信息给日立工程服务的相关人员,让他们可以立即赶来处理。

除了采用CO2等自然冷媒制冷降低能耗,东京都圈冷冻中心对于节能的措施还不止于此。据介绍,如此庞大的物流中心内,所有照明只会在库内有工作人员的区域才会开启,例如在移动货架(照片⑥⑦)打开的通道上方才会点亮照明,其他区域则保持关闭。

▲图6 正在运行的移动货架

▲图7 移动货架打开时通道的电灯会自动点亮

而在库内使用的物料搬运设备和系统,东京都圈冷冻中心应用了由Seino Information Service公司根据武藏野物流需求订制的WMS,并采用了大福提供的移动货架和北商提供的垂直输送机(见照片⑧),而没有采用常见的自动化仓储系统。

▲图8 垂直输送机

以该中心为起点向关东以外地区拓展

据猪熊纯介绍,目前整个中心的稼动率在50%到60%,该中心并没有细致的拣货作业,而是采用了商业冷冻仓库的方式进行运营管理(⑨~⑬)。除了武藏野集团的产品外,该中心还负责处理其他厂商的产品。其中武藏野集团的产品是可直接在商店销售的冷冻食品,而其他厂商委托处理的主要是冷冻薯条和冷冻肉类等食材,不处理冷藏品和熟食类产品。

▲图9 冷冻库入口,前方是低温装卸区

当然,该中心还负责了武藏野集团的产品存储业务,同时也计划将该项业务拓展到集团外部客户。此外,武藏野物流还计划利用积累的经验,向其他地区进行拓展,该中心将成为这个计划的起点。

▲图10 从移动货架上方取托盘的叉车

▲图11 从移动货架上方取托盘的叉车

▲图12进行装卸作业的叉车

▲图13 叉车的出货作业情况。月台安装有11个可对应40英尺集装箱挂车的装卸口

2024问题是当务之急期待日本政府主导制定标准

谈及行业目前面临的挑战,猪熊纯表示最严峻、深刻的仍然是日本2024物流问题。这不仅是司机短缺的问题,而是影响到了整体业务的拓展。例如,目前从东京都圈向九州岛配送过程中,需要一名司机花费两天以上的时间来完成。然而,今后这种方式将无以为继。因此,物流企业需要增加合作企业或自有物流中心等的换班中心。

此前也有人提出了“一开始就让两名司机一起乘坐卡车上路”的建议,但在司机短缺的情况下,这是不现实的。武藏野物流必须考虑如何在规定的工作时间内,让一名司机完成任务。这样一来,向西部运输时可能会需要在静冈再设一个基地,这样设备投资将不可避免地增加。而且,冷链物流相比常温物流本来就需要更多的设备投资。此外,物价上涨以及燃料、电力的费用也没有下降的迹象,这让武藏野物流进一步感受到了经营的压力。

▲固定货架

改变传统的商业模式才能解决2024问题

猪熊纯表示,这样的问题需要政府牵头,企业共同面对,而且不能简单地将价格转嫁至货主方。对于货主方而言,本身就需要承担商品的成本,也唯有提升销售额才能获得更好的盈利。但如此一来,人力成本又将上升。

当然,也有不少地方的便利店和商超,坚持以原来的价格保持服务质量,这也为配送企业带来了更多的挑战。对此,猪熊纯表示通过改变传统交货的条件,也可以缓解部分问题。传统上,外食行业常常要求在特定时间点,以特定的方式进行交货,比如要求将货物放置在店内指定位置,这些通常是店员的工作却由司机来完成。因此若改变这些交货条件,可以实现更高的效率。

▲加油站

而相比于司机不足,都市圈的人力不足问题更加凸显,那武藏野物流会面临这样的困扰吗?猪熊纯表示,如果我们引进全自动仓库的话,只要有人单击按钮,货物就会自动出来,可以节省很多人力,但却要降低保管量。东京都圈冷冻中心是一个超过9,900平方米的大型建筑,我们引进移动式货架,是为了能够存放更多托盘货物。虽然移动货架是由人力来操作的,还是需要人力的,相较之下,我们选择保管量优先。幸运的是,到目前为止武藏野物流,还没有遇到人手不足的问题。

期待日本政府主导规范行业并打破传统商业模式

另外需要值得注意的是,在超市等场所的深夜补货工作中,司机常常会与货主一同进行作业,而想让这些“免费服务”变为“收费服务”目前也不现实。由于受到作业方式的影响,冷冻食品可能会发生温度流失等情况,不少企业认为防止这种情况的措施,应当需要货主方付费,但这却十分考验合作双方的谈判和理解能力。因此司机仍然经常会做一些本应由店家负责的工作,虽然也有声音认为“不能让司机做到这种程度”,但在实际操作中仍然存在很多不足之处。这是长久以来的传统商业模式,由货主方强势主导的。

尽管日本政府发布了相关公告,但由于没有法律约束力,其执行力的效果并不明显。具体而言,例如一般的配送可以在公寓入口处,设置一个共享的巨大快递柜,如果规定可以将货物投递到那里,情况就会有所不同。对于物流企业而言,通过与每位顾客逐一协商,来决定的方式是有其局限性的,因此希望日本政府未来在这方面能够有所行动。

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