Elektrobagger: Viele neue Modelle geplant

KIEL, 31.05.2019 – Elektrisch betriebene Baumaschinen stehen vor dem endgültigen Durchbruch. Das wurde bei einem Rundgang über die bauma in München Anfang April deutlich. In der Kompaktklasse fast schon ein Muss, wagt sich die Baumaschinenindustrie nun auch an größere Geräte.

von Hendrik Stellmach

Elektrobagger Kobelco 17SR concept
Kobelco hat seinen ersten Minibagger mit vollelektrischem Antriebskonzept entwickelt. Der Antrieb der Konzeptmaschine 17SR inklusive Lithium-Ionen-Batterie stammt vom Entwicklungspartner Deutz. Die Unternehmen planen, die Maschine 2021 im europäischen Markt einzuführen. | Foto: Kobelco

Kaum ein Baggerhersteller ließ sich in München die Chance entgehen, mit einem – mehr oder weniger seriennahen – elektrischen Bagger oder Radlader die Aufmerksamkeit der Messebesucher auf sich zu lenken. Nicht immer voll im Rampenlicht, aber doch unübersehbar zeigten die Hersteller ihre Vorstellung einer emissionsfreien Baustelle.

Dabei konzentrieren sich die aktuellen Bemühungen der Industrie im Wesentlichen auf Minibagger – einfach weil hier aufgrund des überschaubaren Energiebedarfs und der Einfachheit der Maschinen ein Elektroantrieb relativ einfach umzusetzen ist. Komatsu zeigte eine Elektro-Studie an seinem Stand, Kobelco ebenso und auch der Motorenhersteller Cummins, der beim Umbau eines 3,5-Tonnen-Minibaggers mit Hyundai zusammenarbeitet. Auch der auf dem deutschen Markt noch weniger bekannte türkische Hersteller Hidromek nutzte seinen Stand für die Präsentation eines Batterie-Mobilbaggers.

Die Absicht dahinter ist klar: Viele Hersteller bestätigten im Gespräch, dass sie zunächst die Resonanz der Kunden testen wollen, bevor sie elektrische Produkte auf den Markt bringen. Entsprechend handelte es sich bei den meisten ausgestellten Maschinen um Konzeptfahrzeuge oder Prototypen. Zwei Jahre braucht zum Beispiel Kobelco nach eigenen Angaben noch, um die Maschine zusammen mit Deutz zur Serienreife zu entwickeln – eine Größenordnung, die auch andere Hersteller angaben.

Schon im nächsten Jahr will dagegen Volvo seine elektrischen Bagger- und Radladermodelle ECR 25 und L25 auf den Markt bringen; die Premiere erfolgte auf der bauma in München. Die Schweden hatten die Elektrifizierung ihrer Kompaktgeräte ja schon vor einigen Monaten angekündigt und sehen nun eigenen Angaben zufolge „den richtigen Zeitpunkt für gekommen, unsere elektrischen Kompaktmaschinen auf den Markt zu bringen“.

Volvo ECR25 Elektrobagger
Der Minibagger ECR25 (im Bild) und der Radlader L25 sind die ersten Modelle der zukünftig ausschließlich elektrisch angetriebenen Kompaktmaschinen von Volvo CE. Beide Maschinen haben genug Energie für acht Stunden Arbeit. | Fotos: Volvo CE

Kein Dieselmotor mehr

Das Besondere an Volvo CE’s Weg ist, dass die kleineren Modelle der beiden Maschinentypen in Zukunft ausschließlich als Elektroversionen erhältlich sein sollen; in der Baggerklasse unter drei und der Radladerklasse unter 5,5 Tonnen werden die Schweden keine Dieselmotoren mehr anbieten. Der ECR25 ist mit Lithium-Ionen-Batterien und einem Elektromotor ausgestattet, der die Hydraulik antreibt. Die Batterien der Maschine speichern – wie auch im Radlader L25 – genügend Energie für acht Stunden Betrieb in den gängigsten Anwendungen.

Der Radlader hat zwei Elektromotoren – einen für den Antriebsstrang und einen für die Hydraulik; voneinander entkoppelt arbeiten die beiden Teilsysteme sowie auch die gesamte Maschine effizienter. Beide Elektromaschinen verfügen über integrierte Ladegeräte, die ein Aufladen über Nacht über eine normale Haushaltssteckdose ermöglichen. Eine Schnell-Ladeoption, die einen leistungsfähigeren Netzzugang erfordert, wird ebenfalls verfügbar sein. Beide Maschinen basieren auf den Erfahrungen, die Volvo CE in den vergangenen Jahren mit seinen elektrischen Konzeptmaschinen – dem Kompaktbagger EX2 und dem kompakten Radlader LX2 – gesammelt hat. Mitte 2020 will Volvo CE mit der Produktion der elektrischen Modelle beginnen.

Cat 302.7 Dual Power Minibagger
Im Elektromodus treibt beim Cat-Minibagger 302.7 Dual Power
ein 11-kW-Elektromotor eine separate Hydraulikpumpe an, die
die Maschinenhydraulik mit dem erforderlichen Ölstrom versorgt.
| Foto: B_I

Mit Kabel oder Batterie

Wacker Neuson wird im Herbst mit dem Verkauf seines Nullheck-Minibaggers EZ17e starten. Auf der bauma zeigten die Münchener mit dem EZ26e ein weiteres Nullheckmodell als batteriebetriebenes Pendant zum konventionellen Bagger EZ26 – noch allerdings im Stadium einer Technologiestudie. Für beide Modelle gilt: Arbeiten die Bagger an einer Stelle, beispielsweise im Innenabbruch, kann der Lithium-Ionen-Akku gleichzeitig an der Haushaltssteckdose oder – für die Schnellladung – am Starkstromanschluss geladen werden, was die Laufzeit der Maschine über den gesamten Arbeitstag zusätzlich erhöht. Beide Bagger halten trotz schwerer Lithium-Ionen-Batterien ihre jeweilige Gewichtsklasse – wichtig für den Transport auf einem Pkw-Anhänger – und ihre kompakten Abmessungen, da die Akkus im Motorraum verbaut wurden. Mietparks benötigen für die Wartung der Maschinen keine zusätzliche Ausbildung ihres Servicepersonals.

Ein etwas anderes Elektrokonzept verfolgt Caterpillar bei seinen Kompaktmaschinen: Der neue Cat-Minibagger 302.7 Dual Power zum Beispiel kann zusätzlich zum Dieselantrieb wahlweise auch elektrisch angetrieben werden. Nicht über Akkus, sondern einfach an der Steckdose – über ein am Kabinendach angebrachtes Schleppkabel oder über eine Kabeltrommel. Im Elektromodus treibt ein am Oberwagen verbauter Elektromotor mit 11 kW eine separate Hydraulikpumpe an, die die Maschinenhydraulik mit dem erforderlichen Ölstrom versorgt. Vorteil dieses Elektrokonzepts: Weil keine Batterie geladen werden muss und kein Nachtanken erforderlich ist, kann mit dem Bagger ununterbrochen gearbeitet werden.

Cat 323F ZLine Elektrobagger
Die mutmaßlich größte batteriebetriebene Baumaschine auf der bauma in München, der Caterpillar-Bagger 323F ZLine, hat logischerweise den größten Akku: 296 kWh Strom sollen für mindestens fünf Stunden Arbeit ausreichen. | Foto: Zeppelin

Großmaschinen werden elektrisch

Während ein elektrisch angetriebener Minibagger in der Baumaschinenindustrie also bald zum guten Ton gehören wird, muss man größere Maschinen auf dem Markt bislang lange suchen. Meist handelt es sich um kundenspezifische Händlerumbauten – wie auch beim Cat 323F „Z Line“, den Zeppelin auf seinem Außenstand zeigte. Der norwegische Cat-Händler Pon hat dem Mobilbagger eine Elektro-Kur verpasst und seinen Oberwagen bis unter’s Dach mit Lithium-Ionen-Akkus vollgepackt, so dass die 25-Tonnen-Maschine – laut Zeppelin-Marketingchef Klaus Finzel die „größte akkubetriebene Baumaschine auf der bauma“ – unter typischen Einsatzbedingungen mindestens fünf Stunden am Stück arbeiten kann. Aufgeladen wird sie über das eingebaute Ladegerät. In Norwegen hat der Händler schon acht Exemplare dieses Baggers an ein örtliches Bauunternehmen verkauft.

Kiesel stellte auf der bauma ein Vorserienmodell eines elektrischen 8,5-Tonnen-Hitachi-Baggers ZX85US-5 aus. Lithium-Ionen-Akkus im Heck der Maschine liefern den Strom für einen elektrischen Synchronmotor, der die Hydraulikpumpe des Baggers antreibt. Die Akkus halten mit ihren 100 kWh Kapazität vier Stunden lang und können mit 400 Volt Ladespannung in weniger als zwei Stunden wieder aufgeladen werden. Die Leistung des Elektrobaggers, der 2020 auf den Markt kommen soll, wird 40 kW betragen und damit auf dem Niveau der Strich-6-Generation der ZX-Bagger liegen.

In einer ähnlichen Größenklasse, bei rund elf Tonnen, bewegt sich der Elektrobagger e12 von Mecalac: Die auf der Intermat Paris im letzten Jahr vorgestellte Elektroversion des Mobilbaggers 12MTX hatte auf der bauma ihre Deutschlandpremiere. Der e12 hat im Heck Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die sich durch ihre lange Lebensdauer und Betriebssicherheit auszeichnen. Seine 146 kWh Akkukapazität liefern Energie für acht Stunden Arbeit. Anschließend müssen die Batterien allerdings auch sechs bis sieben Stunden lang aufgeladen werden.

Mehr elektrische Maschinentypen

Dass nicht nur Bagger Potenzial für die Elektrifizierung haben, zeigte Zeppelin auf der bauma mit der Konzeptstudie einer vollelektrisch betriebenen Variante des kompakten Radladers Cat 906. Statt mit dem neuen Stufe-V-Dieselmotor des Standardmodells wird die Elektroversion von drei Elektromotoren für Fahrantrieb, Lenk- und Arbeitshydraulik angetrieben, die eine Lithium-Ionen-Batterie mit 41 kW versorgt. Mit wassergekühlten Komponenten elektrisch angetrieben arbeitet der Lader deutlich leiser und beschleunigt kräftiger, weil das hohe Drehmoment des Elektromotors schon bei niedrigen Drehzahlen zur Verfügung steht. Die Einsatzdauer beträgt bis zu sieben Stunden bei einer durchschnittlichen Belastung, dann muss die Baumaschine bis zu drei Stunden wieder an die Ladestation. Durch eine Zwischenladung über die Mittagspause lasse sich die Einsatzdauer aber „unter Umständen“ auf eine volle Schicht erweitern, sagt Zeppelin.

Konzept-Radlader Cat 906 Elektro
Die Elektroversion des kompakten Radladers Cat 906 ist noch eine Konzeptmaschine. Um das Kabineninnere machte Caterpillar auf der bauma 2019 durch abgedunkelte Scheiben noch ein Geheimnis. | Foto: B_I