Alternative Antriebe für Baumaschinen: Elektro, Wasserstoff & E-Fuels auf dem Prüfstand

Auf die Frage, wo die Baumaschinenindustrie in Sachen emissionsfreie Baustelle steht, fällt die Antwort von Prof. Will, Inhaber der Professur für Baumaschinen, ebenso klar wie ernüchternd aus. „Bei dieser Transformation, die aktuell die Baumaschinenbranche erheblich beschäftigt, stehen wir ganz klar am Anfang“, stellt Will fest. Mehr noch: Die anfängliche Dynamik scheine bereits wieder nachzulassen, da die Überführung von Demonstratoren in marktreife Produkte aufgrund unklarer politischer Entwicklungen zurückgestellt werde. Aus Sicht der Hersteller und Anwender sei dies nachvollziehbar, denn „in den meisten Fällen ‚rechnet‘ sich der Umstieg bei den aktuellen Kostenstrukturen einfach nicht.“ Die Branche reagiere daher oft nur auf regulatorische Vorgaben, die aber noch viel zu unscharf seien, um eine Serienentwicklung flächendeckend anzustoßen.

Schon heute gibt es Einsatzbereiche, in denen alternative Antriebe ihre Stärken ausspielen. Besonders bei quasistationären Anwendungen, etwa im Spezialtiefbau oder im Materialumschlag, sind kabelelektrische Maschinen ideal. Sie sind technisch ausgereift, kostenseitig vertretbar und punkten mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad. Ihre Mobilität ist naturgemäß begrenzt, weshalb sie oft über eine zusätzliche Batterie oder einen kleinen Verbrennungsmotor für das Umsetzen auf der Baustelle verfügen.

Bei batterieelektrischen Maschinen ist die Marktdurchdringung im unteren Größen- und Leistungsbereich bereits fortgeschritten. Handgeführte Geräte und kleinere Maschinen sind bei nahezu allen Herstellern batterieelektrisch verfügbar und haben ihre Praxistauglichkeit nachgewiesen. „Ich sehe auf der Maschinenseite keinen technischen Grund mehr, eine batterieelektrische Maschine nicht einzusetzen“, betont Will. Die entscheidende Hürde bleiben jedoch die „enorm hohen Investitionskosten“, die dazu führen, dass ohne externe Vorgaben oder finanzielle Kompensation weiterhin die dieselgetriebene Variante bevorzugt wird.

Fragt man nach den größten Hindernissen, rückt neben den Kosten schnell die Infrastruktur in den Fokus. Die für kabelelektrische Maschinen oder leistungsstarke Ladeanschlüsse für Batteriemaschinen benötigte Netzleistung ist auf den meisten Baustellen nicht vorhanden – oder nur nach langwierigen Antragsprozessen. Mobile Ladespeicher können zwar Abhilfe schaffen, treiben die Systemkosten aber weiter in die Höhe. Während die Versorgung mit Flüssigkraftstoffen wie HVO oder E-Fuels logistisch unkritisch wäre, stellt sich bei Wasserstoff wiederum die Frage des Transports zur Baustelle und der sicheren Betankung.

Als entscheidender Hemmschuh erweisen sich jedoch die politischen Rahmenbedingungen. Diese sind, so Will, „derzeit grundsätzlich nicht gerade unterstützend für jegliche Art von alternativen Antriebssystemen.“ Es fehle schlicht der Anreiz für Anwender, „freiwillig“ in teurere, alternative Technologien zu investieren.

Der Blick zehn Jahre nach vorn fällt daher verhalten aus. „So sehr ich es auch persönlich bedauere: Ich kann derzeit nicht erkennen, dass in absehbarer Zeit alternative Antriebstechnologien in der Breite eingesetzt werden“, prognostiziert der Experte. Er erwartet, dass in den nächsten zehn Jahren vielleicht zehn Prozent der CO₂-Emissionen von Baumaschinen vermieden werden können – es sei denn, die regulatorischen Vorgaben werden verschärft und gleichzeitig die Beschaffung und/oder der Betrieb von Maschinen mit alternativen Antriebssystemen massiv unterstützt.

Konkret bedeutet dies: Batterieelektrische Maschinen werden sich vor allem im unteren Leistungsbereich bis etwa 100 kW langsam weiter verbreiten. Mit Wasserstoff und Brennstoffzelle betriebene Maschinen dürften in einem Jahrzehnt technisch marktreif sein, ihr Marktanteil hängt aber von der Kostenentwicklung und der Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff ab. Ob E-Fuels oder Bio-Fuels eine nennenswerte Rolle spielen werden, ist aus heutiger Sicht unklar. Wenn diese Kraftstoffe irgendwann verfügbar sind, sollte ihr Einsatz auf solche Anwendungen konzentriert werden, bei denen andere Lösungen wie batterieelektrische oder kabelgebundene Systeme technisch nicht möglich sind. Bis dahin bleibt für besonders leistungsstarke Maschinen und für die Bestandsflotten als praktikable CO₂-arme Lösung nur HVO, das jedoch nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht.

Das Fazit von Will ist daher eine deutliche Mahnung: „Wir müssen davon ausgehen, dass wir auch in zehn Jahren noch zum weit überwiegenden Teil Dieselkraftstoff in den Baumaschinen verbrennen werden.“ Um diesen Zustand zu ändern, brauche es auf der einen Seite klare regulatorische Unterstützung der Transformation, beispielsweise durch Realisierung des vom HDB vorgeschlagenen Konzeptes „CO2-Schattenpreis“ bei der Ausschreibung von Bauleistungen. Damit einher gehen müssen natürlich erhebliche Investitionen in Forschung und in die Förderung der Maschinenhersteller und der Anwender, sei es durch Förderung von Maschinenbeschaffungen oder durch Umsetzung von Bonusregelungen für CO2-neutrale bzw. CO2-arme Baustellen. Das alles sind aber Forderungen, die, so der Professor, „leider nicht zur aktuellen politischen Schwerpunktsetzung passen.“

Nach Ansicht der deutschen Bauindustrie soll der Klimaschutz zu einem verbindlichen Ziel bei der Planung und Beschaffung von Bauleistungen werden. Bei öffentlichen Ausschreibungen soll nach Vorstellung der Bauindustrie künftig ein Schattenpreis für CO2-Emissionen in die Angebotsbewertung einfließen.

Elektro, Wasserstoff oder E-Fuels: So reagieren die Baumaschinen-Hersteller: