Ganzheitliche Betrachtung der Emissionen im Lebenszyklus von Baumaschinen
Im Auftrag der Firmengruppe Liebherr führte die Wirtschaftsberatung Frontier Economics eine Lebenszyklus-Analyse der Treibhausgas-Emissionen von typischen Baumaschinen durch. Die Untersuchung erfasste die CO2-Emissionen von der Herstellung über den Betrieb bis zum Recycling der Maschinen. Dabei wurden identische Maschinen mit verschiedenen Antriebslösungen verglichen, um die Emissionseinsparungen ganzheitlich zu bewerten.
Der Fokus lag auf dem gesamten Lebenszyklus, der vom Abbau und Transport der Rohstoffe über die Produktion und den Betrieb bis hin zur Entsorgung und dem Recycling reicht. Stephen Albrecht, Mitglied des Direktoriums der Liebherr-International AG, betont die Notwendigkeit dieser umfassenden Betrachtung:
Emissions-Analysen beschränken sich meist auf die reine Betriebsphase. Das reicht für unsere Produkte nicht aus, denn auch in den vor- und nachgelagerten Lebensphasen von Baumaschinen entstehen Treibhausgas-Emissionen. Um ein vollständiges Bild zu bekommen, haben wir alle Stufen des Lebenszyklus unter die Lupe genommen, inklusive der Energieherstellung und Bereitstellung der Infrastruktur.
Die Ergebnisse dieser Analyse werden im sogenannten Product Carbon Footprint zusammengeführt, der die Emissionen eines Produkts über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg beschreibt.
Spezifische Antriebslösungen für unterschiedliche Maschinentypen
Die Studie untersuchte drei Baumaschinentypen: Mobilkrane, Fahrmischer und Radlader. Die Ergebnisse zeigen, dass aufgrund der unterschiedlichen Leistungsanforderungen jeder Typ spezifische Antriebstechnologien benötigt, um maximale Emissionseinsparungen zu erzielen:
- Bei Fahrmischern tragen Elektroantriebe am meisten zum Klimaschutz bei, vorausgesetzt, sie nutzen zu 100 Prozent Ladestrom aus erneuerbaren Quellen.
- Für Mobilkrane bietet der Betrieb mit hydriertem Pflanzenöl (HVO) das größte Einsparpotenzial. Dabei sollte zertifiziertes HVO verwendet werden, das beispielsweise aus Pflanzen- und Speiseabfällen hergestellt wird und auf Palmöl verzichtet. An zweiter Stelle folgt Wasserstoff aus CO2-neutralen Quellen. Langfristig erscheint Wasserstoff optimal, obwohl die flächendeckende Verfügbarkeit von HVO derzeit noch nicht absehbar ist. HVO dient als Übergangstechnologie, insbesondere für Bestandsflotten mit Verbrennungsmotoren, bis die Wasserstoff-Infrastruktur und -Antriebstechnologien bereitstehen.
- Radlader sollten entweder mit einem batterieelektrischen Antrieb, versorgt mit Ladestrom aus erneuerbaren Quellen, oder mit E-Fuels betrieben werden.
Albrecht fasst zusammen: „Die Ergebnisse der Lebenszyklus-Analyse zeigen, dass es keine einheitliche Lösung für klimaneutrale Antriebe von Baumaschinen gibt.“ Liebherr setzt daher auf Technologieoffenheit, um je nach Maschine und Anwendung die Emissionen so weit wie möglich zu reduzieren.
Vielfalt im Produktprogramm erfordert flexible Lösungen
Das breite Produktprogramm von Liebherr, das 13 Produktsegmente umfasst und insbesondere im Baumaschinenbereich sehr vielfältig ist, verdeutlicht die Notwendigkeit unterschiedlicher Antriebstechnologien. Die Maschinen reichen von 30 kW bis über 3.000 kW Leistung und müssen unter verschiedensten Bedingungen zuverlässig arbeiten.
„Ein Radlader auf einer städtischen Baustelle ist beispielweise anderen Bedingungen ausgesetzt als ein Mobilkran beim Bau von Windkraftanlagen“, erläutert Albrecht. „Ersterer kann oft gut mit Strom angetrieben werden. Bei Infrastrukturprojekten auf dem Land fehlt dagegen in der Regel das nötige Stromnetz, sprich der Stromanschluss. Zudem wird oft mehr Energie benötigt, als sich mit einem batteriebetriebenen Elektroantrieb sinnvoll bereitstellen lässt.“
Globale Perspektive und mehrgleisige Strategie
Liebherr forscht flexibel an verschiedenen Technologien mit einer globalen und ganzheitlichen Perspektive. Die Entwickler arbeiten mit einer breiten Palette an klimaneutralen Kraftstoffen und Antriebstechnologien, darunter zertifiziertes HVO, E-Fuels aus Ökostrom, Wasser und CO2, batterieelektrische Antriebe sowie Wasserstoffantriebe (Wasserstoff-Verbrennungsmotoren oder Wasserstoff-Brennstoffzellen).
HVO ist für das Unternehmen besonders interessant, da es als bereits verfügbare Übergangstechnologie auch in älteren Baumaschinen mit Dieselmotoren eingesetzt werden kann, die weltweit noch lange in Betrieb sein werden. Durch die Beimischung von HVO lassen sich deren Emissionen spürbar reduzieren.
Aufgrund der Studienergebnisse plädiert Liebherr für ein technologieoffenes Vorgehen in der Transformation der Bauindustrie. „Wirksame Klimaschutzvorgaben und -anreize für den Baumaschinensektor müssen Technologievielfalt ermöglichen, damit je nach Leistungsanforderung die klimaschonendste Technologie verwendet werden kann“, so Albrecht. Elektromobilität sei demnach nicht als Universallösung, sondern als wichtiger Baustein im Antriebsmix der Zukunft zu betrachten. Ebenso wichtig sei es, Wasserstoff zu berücksichtigen und die Rahmenbedingungen für die Erzeugung von Wasserstoff und E-Fuels aus erneuerbaren Quellen zu schaffen. Nur das Zusammenspiel dieser Technologien ermögliche optimale Lösungen für alle Einsatzszenarien im Baumaschinensektor.
Praktische Umsetzung: Emissionsfreie Maschinen und HVO-Einsatz
Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten von Liebherr zeigen bereits konkrete Ergebnisse. Das Unternehmen bietet mehrere Mining- und Baumaschinen mit emissionsfreier Antriebstechnologie an. Dazu gehören der Raupenbagger R 976-E, der über ein Kabel mit Strom versorgt wird und im Betrieb kaum Geräusche sowie keine Emissionen verursacht. Auch die vollelektrischen Fahrmischer ETM 1005 und ETM 1205, deren Batterien zwischen den Einsätzen oder über Nacht geladen werden, sind Teil des Angebots. Ein weiteres Beispiel ist der batteriebetriebene Raupenkran LR 1250.1 unplugged, der sowohl kabelgebunden als auch „unplugged“ ohne Leistungseinbußen gegenüber dem Dieselmodell betrieben werden kann.
Den Einsatz von HVO treibt Liebherr unter anderem in seinem Werk in Ehingen voran. Seit September 2021 werden alle neu produzierten Mobil- und Raupenkrane mit reinem HVO-Kraftstoff betankt – dies gilt für Kranabnahmen, Testfahrten und die Erstbetankung vor der Auslieferung. Das Werk in Kirchdorf a. d. Iller folgte im Januar 2022, wo Abnahmen und Auslieferungen von Erdbewegungs- und Materialumschlagmaschinen ebenfalls mit HVO-Betankung erfolgen. Auch der Werksverkehr wird sukzessive auf den klimaneutralen Kraftstoff umgestellt.