Elektrifizierung, grüner Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe, sogenannte Future- oder E-Fuels: Es gibt viele Möglichkeiten, Klimaneutralität zu erreichen. Staale Hansen, Leiter Produktmanagement für Großgeräte, der bei Zeppelin das Thema Nachhaltigkeit zusammen mit seinem Team betreut, gibt einen Einblick, welche Technologien bei Cat Baumaschinen auf dem Weg in Richtung Nachhaltigkeit zur Diskussion stehen.
Baublatt: Wird der klassische Verbrenner bei Baumaschinen bald der Vergangenheit angehören?
Staale Hansen: Auf den Dieselmotor werden wir bei einer Baumaschine nicht verzichten können – er wird uns insbesondere in unserer Branche weiter begleiten, auch wenn sich bei der Elektrifizierung von Baumaschinen einiges tun wird. Das wird die kommende bauma zeigen. Neben dem Fokus auf alternative Antriebe wird dort konventionelle Technik zu sehen sein. Hier wurden in der Vergangenheit bereits große Fortschritte erzielt, den Kraftstoffverbrauch und somit den CO2-Fußabdruck zu senken.
Baublatt: Was hat Caterpillar bislang schon umgesetzt bei alternativen Antriebstechnologien?
Staale Hansen: Die Vorstufe zum reinem Elektroantrieb wurde mit Kettendozern wie dem D6 XE und D11 XE realisiert. Sie zeichnet ihr dieselelektrisches Antriebskonzept aus, auf das auch unser Flaggschiff, der Radlader 988K XE, zurückgreift. Hier zeigt sich eine deutlichere Spritersparnis gegenüber einem konventionellen Kraftstrang. Am reinen Elektroantrieb wird bei Caterpillar längst gearbeitet, wie Beispiele von verschiedenen Anwendungen weltweit zeigen. Für den Untertage-Einsatz gibt es einen Fahrlader mit einem mobilen Schnellladegerät, der mehr als 400 Patente von Caterpillar für fortschrittliche Antriebssysteme nutzt. Seine Besonderheit ist eine integrierte Schnellladetechnik, die dafür sorgt, die Batterien der Maschine aufzuladen, während sie auf dem Gerät verbleiben, um die verfügbare Betriebszeit zu maximieren. Das tragbare Ladegerät ermöglicht ein schnelles Aufladen in weniger als 30 Minuten. In Schweden fahren Muldenkipper auf der Langstrecke mit Oberleitung, während Rangier- und Kurzstreckenbewegungen dieselelektrisch erfolgen. Und 2019 wurde auf der bauma ein Bagger von Pon gezeigt: Der norwegische Caterpillar Händler hat mit Werksunterstützung eine akkubetriebene Version des Kettenbaggers 323 als vollmobile Elektromaschine umgesetzt. Statt Dieselmotor und Tank sind ein Elektromotor, ein Batteriemodul, ein integriertes Ladegerät und verschiedene Steuergeräte verbaut.
Baublatt: Wieso kommt solche Technik in Skandinavien zum Einsatz und nicht bei uns?
Staale Hansen: Der 20-Tonnen-Bagger ist bereits in größeren Stückzahlen in Norwegen im Einsatz, nur muss man wissen, dass er auch dreimal so viel wie ein herkömmliches Gerät kostet. Doch dort werden solche Investitionen vom Staat subventioniert und gefördert, was die Investition erleichtert.
Baublatt: Die genannten Beispiele stehen nicht für eine breite Anwendung in der Fläche und werden hierzulande auf Baustellen kaum zum Einsatz kommen. Wieso konzentriert man sich da auf Nischen?
Staale Hansen: Der Eindruck täuscht. Im Hintergrund ist vieles in Bewegung – 2020 investierte Caterpillar 1,4 Milliarden Dollar in Forschung und Entwicklung. Das macht pro Tag knapp vier Millionen US-Dollar aus. Die genannten Beispiele zeigen dreierlei: Neue Entwicklungen starten erst in kleinen Stückzahlen, bevor sie dann im großen Stil eingeführt werden. Für Caterpillar war es schon immer entscheidend, erst mit innovativer Technik auf den Markt zu kommen, wenn sie auch serienreif war. Dabei war Caterpillar auch immer bestrebt, neue Kundenlösungen zu entwickeln, die einen echten Mehrwert darstellen, um so dem Wettbewerb ein Stück weit voraus zu sein. Das hat man etwa beim leistungsverzweigten Getriebe für Radlader der XE-Serie gesehen.
Baublatt: Es gibt aber nicht nur Ansätze im Bereich Elektrifizierung für Baumaschinen.
Staale Hansen: An Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologie wird viel geforscht. Es wird spannend, welche erneuerbaren Energiequellen und welche alternativen Technologien sich hier neben Elektroantrieben durchsetzen werden. 2021 wurde eine Kooperation von Caterpillar und Microsoft bekannt, die zusammen mit dem kanadischen Brennstoffzellen-Entwickler Ballard Power realisiert wird. Bei dem Projekt, das von dem amerikanischen Energieministerium unterstützt wird, soll gezeigt werden, dass eine zuverlässige und nachhaltige Notstromversorgung von Rechenzentren mit einem Brennstoffzellen-System im Megawatt-Bereich möglich ist. Man kann davon ausgehen, dass daraus gewonnene Erkenntnisse dann auch in die Forschung und Entwicklung von Baumaschinen einfließen werden.
Baublatt: Ab wann wird eine Baustelle komplett CO2-neutral betrieben werden können?
Staale Hansen: Erste Schritte auf dem Weg zu emissionsfreien Cat Baumaschinen bahnten sich 2021 an, als der Baumaschinenhersteller Caterpillar und der Bergbaukonzern Rio Tinto eine Vereinbarung zur engeren Zusammenarbeit unterzeichneten. Dazu gehört ein Pilotprogramm mit autonom fahrenden Cat-793-Prototypen, Tests und Versuche mit der Vorserie der 220-Tonnen-Muldenkipper. Die Transportmaschinen sollen die Nachhaltigkeitsziele von Rio Tinto unterstützen, um bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu werden. Doch bis Baustellen bei uns so weit sind, wird es noch dauern. Im Hinblick auf elektrische Baumaschinen muss eine entsprechende Ladeinfrastruktur geschaffen werden, doch das geht nicht einfach so von heute auf morgen. Auch wird nicht jede Baumaschine einen Elektromotor haben, weil er sich eben nicht für jede Baustelle eignen wird. Daher werden verschiedene Antriebskonzepte parallel nebeneinander bestehen bleiben. Ein Antriebsmix mag sinnvoll sein, um in der aktuellen Zeit technologieoffen zu bleiben.
Baublatt: Was können Bauunternehmen und Gewinnungsbetriebe schon heute tun, um den Ausstoß von CO2-Emissionen zu reduzieren?
Staale Hansen: Dank der neuen Technologien hat sich schon etliches bewegt, um die Kraftstoffeffizienz zu steigern. Bedenkt man, dass ein Liter Diesel rund 2,64 Kilogramm CO2 entspricht, ist es entscheidend, den Kraftstoffverbrauch maßgeblich zu reduzieren – insbesondere im Hinblick auf die bewegten Tonnen pro Stunde. Hier kann neue Maschinentechnik dazu beitragen. Darüber hinaus lassen sich noch weitere Verbesserungen durch gezielte Fahrerschulung erzielen – hier liegt noch viel Potenzial brach. Ein Maschinist hat einen großen Einfluss und kann einen wesentlichen Unterschied ausmachen, ob eine Baumaschine spritsparend eingesetzt wird oder hier Geld versenkt wird. Wir wissen von unserer Projekt- und Einsatztechnik, dass bei einem genau identischen Einsatz zwei verschiedene Radladerfahrer 20 Liter pro Stunde mehr oder weniger ausmachen können. Das betrifft in dieser Größenordnung einen Cat 992, aber auch bei kleineren Maschinen kann eine effiziente Fahrweise viel Diesel sparen. Und das bedeutet dann letztlich auch weniger CO2.
März/April 2022