Alternative Antriebe erobern Baumaschinen

KIEL, 13.01.2020 – Elektrobagger, Hybridantriebe, synthetische Kraftstoffe: Beim Construction Equipment Forum in Mannheim trafen sich im November 2019 Baumaschinenhersteller, Zulieferer und Anwender, um über nachhaltige Antriebslösungen zu diskutieren. Dabei wurde deutlich: Auch der Dieselmotor wird im Antriebsmix der Zukunft noch eine Rolle spielen.

von Hendrik Stellmach

Elektrobagger von Wacker Neuson
Batterie statt Diesel: Der Elektrobagger EZ17e von Wacker Neuson ist seit Herbst 2019 auf dem Markt.
Das Construction Equipment Forum 2019 hatte mit seiner Themenauswahl ohne Zweifel den Nerv der Zeit getroffen: Mit 450 nutzten fast doppelt so viele Teilnehmer wie im vergangenen Jahr in Hannover die Chance zum Netzwerken. Wer das Vortragsprogramm nicht sorgfältig gelesen hatte, war vielleicht überrascht, wer nach der Begrüßung durch IPM-Chef Prof. Johannes Walther ans Rednerpult trat: Clara Mayer vom Klimaaktivisten-Netzwerk „Fridays-for-Future“ machte unmissverständlich klar, dass sie „nicht das grüne i-Tüpfelchen dieser Veranstaltung“ sein wolle. Aber auch, dass sie der Bauindustrie keine vorgefertigten Lösungen für die Klimakrise anbieten werde: „Die Ideen“, so Mayer, „müssen von Ihnen kommen, nicht von einer 18-jährigen Abiturientin.“ Die Teilnahme der jungen Frau sensibilisierte die Konferenzteilnehmer nochmals dafür, dass Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung zentrale Maßstäbe zukünftigen Bauens sein werden.
Felix von Borck (links) und Rudolf Ellensohn
Zwei, die sich für umweltfreundliche Baumaschinen engagieren:
Rudolf Ellensohn (rechts), Leiter des Geschäftsbereichs Verbren-
nungsmotoren bei der Liebherr Components Biberach GmbH, und
Felix von Borck, Vertriebsleiter des Batterieherstellers Akasol AG.

Konkurrenz für den Dieselmotor

Beim niederbayerischen Motorenbauer Hatz sieht man die Dinge realistisch: Die Menschheit müsse aufhören, mehr CO2 in die Atmosphäre zu entlassen als auf der Erde gebunden werden könne, sagte Entwicklungschef Dr. Simon Thierfelder.

Hatz werde seinen Teil dazu beitragen, den weltweiten Ausstoß des Treibhausgases zu reduzieren. Denn elektrisch angetriebene Baumaschinen seien in bestimmten Anwendungen notwendig und sinnvoll. „Der Diesel hat Konkurrenz bekommen“, stellte Thierfelder nüchtern fest. Andere Lösungen passten heute manchmal einfach besser. Daher seien die Hersteller zu einer Multi-Technologie-Strategie gezwungen, um einen neuen „best-fit“ in der Antriebstechnik zu definieren.

Uwe Müller, Leiter Pilotprojekte beim Baumaschinenhersteller Volvo CE, pflichtete ihm bei: „Der Diesel wird seinen Platz haben, aber er wird nicht mehr die Allroundlösung für alles sein.“ Müller glaubt, dass ökologische Antriebe grundsätzlich in allen Maschinenklassen möglich und vermarktbar sind, wenn man synthetische Kraftstoffe mit einbezieht. Ob und in welchem Ausmaß die Unternehmen diese umweltverträglichen Varianten dann wirklich kaufen, entscheiden sie am Ende selbst.

In der Regel täten sie dies aber nicht „aus der Güte ihres Herzens“, wie Jonathan Stringham, Leiter der Bereiche Strategie, Marketing, Produktmanagement und Digitalisierung bei Bomag, ironisch anmerkte, sondern aufgrund rationaler Erwägungen. „Unsere Kunden werden es tun, wenn sie es müssen oder wenn es sich wirtschaftlich für sie lohnt“, so Stringham. Bomag bietet schon mehrere seiner Modelle mit alternativen Antrieben an, zum Beispiel die leichte Tandemwalze BW 120 als Hybrid-, Gas- oder Dieselversion.

Dr. Simon Thierfelder (Mitte), Motorenfabrik Hatz
„Der Diesel hat Konkurrenz bekommen.“ – Dr. Simon Thierfelder (Bildmitte), Leiter Forschung und Entwicklung, Motorenfabrik Hatz.

E-Fuels UND Batterien

Dr. Markus Schwaderlapp, Forschungs- und Entwicklungsleiter der Deutz AG, konnte sich vor seinem Vortrag einen Seitenhieb auf die Automobilindustrie nicht verkneifen: „Bei uns arbeitet die NOx-Reduzierung im gesamten Kennfeld“, betonte er. Die Antriebskonzepte der Deutz AG beruhten nicht auf einem energetischen Entweder-oder, sondern einem Sowohl-als-auch: Verbrennungsmotoren und alternative Kraftstoffe gehören zum künftigen Lösungsportfolio der Kölner genauso wie Elektromotoren. Deshalb treibt Deutz die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe voran und bringt gleichzeitig gemeinsam mit dem im Oktober 2017 übernommenen Elektro-Bootsmotoren-Spezialisten Torqueedo und dem auf Batteriemanagementsysteme spezialisierten und im Oktober 2019 erworbenen Aachener Startup Futavis elektrische Antriebe zur Marktreife.

Der Grund für Deutz‘ Mehrfachansatz ist neben anwendungsspezifischen Vorteilen und Kundenpräferenzen auch die weltweit regional unterschiedliche Versorgungssituation mit den jeweiligen Energieträgern: „Es ist eine Frage der Logistik, wo wir welchen Kraftstoff einsetzen“, sagt Schwaderlapp. So hätten beispielsweise Wasserstoff, E-Methan und E-Diesel zwar grundsätzlich einen deutlich geringeren Wirkungsgrad als Elektromotoren, wenn der Wasserstoff jedoch in Nordafrika und dem Nahen Osten vorwiegend mit Hilfe von Solarstrom produziert und noch vor Ort in diese Kraftstofftypen umgewandelt werde, verbessere sich ihr Wirkungsgrad deutlich. Den Strom für das Laden von Batterien aus Wasserstoff zu erzeugen, sei dort hingegen unwirtschaftlich.

Der Verbrennungsmotor sei beileibe noch kein Auslaufmodell, sagt Schwaderlapp. Der Zenit seiner Produktion werde erst 2025 erreicht, seine größte Marktpopulation sogar erst 2035. Daher hat Deutz gemeinsam mit dem Münchener Startup-Unternehmen Keyou auf Basis seines TCD 7.8-Dieselmotors einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor entwickelt, der fast keine Schadstoffe mehr ausstoßen soll. Ein ebenfalls „klimaneutraler“ Motor aus Kölner Produktion ist der sogenannte Hochleistungsgasmotor (Holegamo) auf Basis des TCG 5.0, der mit Erdgas (CNG) bzw. Flüssiggas (LNG) betrieben werden kann.

Martin Lehner (Wacker Neuson) und Clara Mayer (Fridays for Future)
Industrie trifft auf Klimaaktivistin: Clara Mayer von der Klimaschutzbewegung „Fridays for Future“ spricht nach ihrem Grußwort mit Martin Lehner, CEO des Construction-Equipment-Forum-Gründungsmitglieds Wacker Neuson. | Fotos: Offenblende

Synthetische Kraftstoffe und Wasserstoff

In Bezug auf die Umweltverträglichkeit von Baumaschinen führt auch nach Liebherrs Überzeugung kein Weg an synthetischen Kraftstoffen vorbei. „Es gibt keinen anderen Weg, den Altmaschinenbestand zu verbessern“, sagt Rudolf Ellensohn, Leiter des Geschäftsbereichs Verbrennungsmotoren bei Liebherr Components in Biberach. „Leider“, so Ellensohn, „kommen sie sehr spät.“ Die sogenannten OMEx-Kraftstoffe (Oxymethylenether) zum Beispiel seien erst 2035 in großem Maßstab verfügbar.
Was die Baumaschinenindustrie an diesem und anderen synthetischen Kraftstoffen fasziniert, ist die Tatsache, dass zu ihrer Herstellung CO2 verwendet, sozusagen „verbraucht“ werden kann. Bei ihrer Verbrennung wird dann im besten Fall nicht mehr CO2 ausgestoßen als zur Herstellung eingesetzt wurde. Die Kraftstoffe sind dann in diesem Sinne klimaneutral. Hinzu kommt, dass OMEx deutlich weniger Ruß- und Stickoxidemissionen als Diesel erzeugen.

Von der Brennstoffzelle hält man bei Liebherr dagegen nicht allzu viel. Zum einen sei ihr Wirkungsgradvorteil gegenüber einem Wasserstoff-Verbrennungsmotor gering, zum anderen erforderten Brennstoffzellen extrem reinen Wasserstoff und wesentlich mehr Kühlleistung als ein Dieselmotor. Ellensohn rechnet „frühestens Ende der 2020er Jahre“ mit den ersten Wasserstoffantrieben in Baumaschinen.

Auch aus diesem Grund konzentriert Liebherr seine Bemühungen um klimafreundliche Antriebe derzeit auf den Elektromotor und hat 2019 zum Beispiel sein erstes batteriebetriebenes Drehbohrgerät „LB 16 unplugged“ vorgestellt. Weitere elektrisch betriebene Liebherr-Maschinen seien möglich, sagt der Hersteller.

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