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Alternative Antriebsarten für Kompaktkehrmaschinen

Im Geiste der CO2-Neutralität sind mittlerweile zahlreiche Firmen dazu übergegangen, Kehrmaschinen mit alternativen Antrieben auszustatten. Doch was gibt die neue Technologie her und mit welchen Nachteilen müssen sich die Anwender auseinandersetzen?

Lesedauer: min | Bildquelle: Bucher Municipal, Pixabay: PAVM
Von: Tim Knott

Der Klimawandel ist mittlerweile allgegenwärtig und die Gegenmaßnahmen klar: CO2-Emissionen müssen reduziert werden, und Kommunen wollen sich dabei ebenfalls beteiligen. Ein Ansatzpunkt dazu ist es, Kompaktkehrmaschinen auf alternative Antriebsarten umzustellen. Dabei stehen vor allem zwei Lösungen im Fokus: der elektrische, sowie der Wasserstoffantrieb.

 

Günstiger als gedacht: die E-Kehrmaschine

Wie in der Automobilbranche, ist die E-Mobilität auch bei den Kompakt-Kehrmaschinen angekommen. Ähnlich ist hier auch das Funktionsprinzip: Kehrwerk und Antrieb werden über einen Lithium-Ionen-Akku mit Strom versorgt, der zwischen den Arbeitsphasen geladen wird. Der Preis gegenüber den Verbrenner-Modellen ist zwar deutlich höher, dafür können Anwender von einer ganzen Reihe an Vorteilen profitieren. Neben der CO2-Neutralität bieten die elektrischen Kehrmaschinen ein ruhigeres und vor allem leiseres Fahren, was zu höherem Fahrkomfort und auch neuen Einsatzmöglichkeiten führt. So können die Kehrmaschinen nun auch während verordneten Ruhezeiten eingesetzt werden, bei denen ein Verbrenner zu laut wäre.

Den höheren Anschaffungskosten stehen geringere Betriebskosten über die komplette Standzeit (Total Cost of Ownership) entgegen. Hier sind die E-Kehrer deutlich günstiger, weil Strom preiswerter als Diesel ist – besonders, wenn die einsetzenden Betriebe mit PV-Anlagen ausgestattet sind und so ihren Strom selbst produzieren können. Abgesehen davon benötigen E-Motoren auch keine Schmierstoffe oder entsprechende Flüssigkeiten wie Verbrenner, was sich ebenfalls auf die Total Cost of Ownership niederschlägt.

Es gibt also gute Gründe, sich für eine elektrische Kehrmaschine zu entscheiden. Oft bestehen aber Zweifel an der neuen Technologie, wie Olaf Borggräfe, Geschäftsführer der Green Machines Deutschland GmbH ausführt: „Wenn ich mit einer Elektromaschine auf den Hof komme, ist die erste Frage immer ‚Gibt’s die auch in Diesel?‘“

Häufig bestehen Missverständnisse über die Einsatzmöglichkeiten der E-Kehrmaschinen. Noch mehr als Verbrenner seien diese für bestimmte Anwendungen konzipiert, wie Michael Strobach, Gebietsverkaufsleiter von Bucher Municipal berichtet. Er habe es schon erlebt, dass Anwender mit einer Kehrmaschine von Frankfurt Ost zum Einsatzgebiet nach Frankfurt West gefahren seien. Natürlich belaste dies über Gebühr, denn: „Der stärkste Verbraucher an unserer Maschine ist der Motor“, und der Regel-Einsatz einer Maschine sei nun mal das Kehren und nicht das Fahren.

Auch bei der Batterie sind potenzielle Kunden bis jetzt vorsichtig. Bedenken bestünden vor allem bei der Batterie-Lebensdauer. Diese seien jedoch übertrieben, wie Borggräfe berichtet: „Wenn die Batterie beschädigt ist, sind meistens nur einzelne Zellen betroffen, die dann auch ausgetauscht werden können.“ Bei Bucher Municipal soll eine dreijährige Garantie – die gegen Aufpreis auch auf acht Jahre hochgestuft werden kann – die Zweifel entkräften. Das sei dann auch die maximale Einsatzzeit einer Maschine, die jeden Tag mehrere Schichten fahre, so Strobach.


Komplizierter als gedacht: die Brennstoffzelle

Neben der E-Option gibt es mit dem Wasserstoff-Antrieb noch eine Möglichkeit des CO2-neutralen Arbeitens, die mindestens ebenso intensiv besprochen, jedoch nicht in gleichem Maße gefördert wird.

Auf dem Papier wirkt die Technologie um das chemische Element mit dem Symbol H2 wie die optimale Antwort auf den Klimawandel: Es verfügt über ca. dreimal so viel Energie wie Benzin, und zur Herstellung wird lediglich Wasser und elektrischer Strom benötigt. Einmal erzeugter Wasserstoff lässt sich beliebig lange in entsprechenden Tanks lagern und ist, im Gegensatz zu den E-Tankstellen, somit nicht an das Stromnetz gebunden.

Als Fahrzeug-Antrieb existieren zwei H2-Möglichkeiten: Zum einen als spezieller Verbrennungsmotor, in dem das Element wie Benzin verbrannt wird. Hierzu wird jedoch flüssiger Wasserstoff benötigt. Aufgrund diverser Probleme, die diese Nutzung mit sich bringt, wird diese Variante heute kaum noch angewendet.

Wohl bekannter ist die Variante der Brennstoffzelle. Hier reagiert Wasserstoff in der Brennstoffzelle mit Sauerstoff, wodurch Strom erzeugt wird. Deshalb ist das Brennstoffzellen-Fahrzeug durchaus mit einem batterieelektrischen Fahrzeug vergleichbar, das allerdings seinen eigenen Strom produziert, und deshalb über einen Reichweitenvorteil verfügt. Dabei entstehen keinerlei CO2-Emissionen, sondern lediglich Wasserdampf. Und Nachtanken dauert mit fünf bis zehn Minuten nicht wesentlich länger als mit Benzin oder Diesel.

Klingt alles nach einer guten Problemlösung, problematisch wird es nur bei den Details. Und die fangen mit dem Preis an, denn Brennstoffzellen-Technik ist bis heute sehr teuer. Für die Herstellung der Brennstoffzellen-Stacks sind teure Edelmetalle wie Platin nötig. Und auch die Brennstoffzelle an sich ist ein komplexes Gebilde, das einige spezielle Eigenschaften mitbringen muss, um die stromerzeugende Reaktion möglich zu machen. Entsprechend teuer ist sie. Aufwendig herzustellen sind auch die Tanks, denn die Wasserstoff-Moleküle sind so klein, dass sie herkömmliche Werkstoffe durchdringen. Normaler Stahl ist hierfür ungeeignet, da sich Wasserstoff-Atome in das Metall-Gitter einlagern und dadurch den Stahl spröde machen. Deswegen müssen Tanks wasserstoffdicht beschichtet werden und darüber hinaus auch einem hohen Druck standhalten können. Dieser technische Aufwand eines Wasserstoff-Fahrzeugs bedingt, dass es kaum billiger werden kann als ein vergleichbares E-Fahrzeug mit Lithium-Ionen-Akku.

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Nicht unproblematisch: der Strom

Ein letztes Problem bleibt – wie bei E-Fahrzeugen auch – der Strom. Denn natürlich macht es wenig Sinn, wenn der Strom, der zur Herstellung des Wasserstoffs benötigt wird, aus CO2-intensiven Quellen kommt. Zwar gibt es einige Hersteller klimafreundlichen (grünen) Wasserstoffes, doch dieser ist teurer als sein weniger nachhaltiges Pendant (grauer Wasserstoff).

Ein zweites Problem des Wasserstoffes ist seine Ineffizienz im direkten Vergleich mit Batterie-Elektrik. Nach der Stromerzeugung, Transport, Speicherung und der Ladung kommen in einer E-Kehrmaschine immerhin noch 76 Prozent des Stroms an. Aufgrund der zahlreichen Zwischenschritte in der Herstellung von H2, kommen bei einem Wasserstoff-Auto schließlich nur 30 Prozent der ursprünglich eingesetzten Energie an.

Für Wasserstoff-Befürworter Olaf Borggräfe ist dies zwar nicht optimal, aber ein erster Schritt: „Man muss drauf vertrauen, dass sich die Technik weiterentwickelt.“ Ein gewisses Maß an Nachjustierung gehöre bei neuen Technologien dazu. Gerade für den kommunalen Bereich sieht er aber eine große Chance: „Das Schöne bei den Kommunen ist ja, dass sie in der Lage sind, zunächst Infrastrukturen zu schaffen und erst dann deren Nutzung etablieren müssen.“

„Für einen Speditions-Lkw ist es nicht ganz so schlimm, 40 Kilometer zur nächsten Wasserstoff-Tankstelle zu kommen. Aber für eine Kehrmaschine, die auf den Kreis ihrer Ortschaft begrenzt ist, ist das eine Katastrophe.“

Michael Strobach, Gebietsverkaufsleiter von Bucher Municipal

Mit einer eigenen H2-Infrastruktur können Kommunen den geringen Wasserstoff-Ausbau ausgleichen, denn in Deutschland gibt es zurzeit nur knapp über 100 Tankstellen, der Großteil davon in und um die Metropolen. Das sei auch der Grund gewesen, warum Wasserstoff für Bucher Municipal nach anfänglichen Testläufen unattraktiv gewesen sei, sagt Strobach: „Für einen Speditions-Lkw ist es nicht ganz so schlimm, 40 Kilometer zur nächsten Wasserstoff-Tankstelle zu kommen. Aber für eine Kehrmaschine, die auf den Kreis ihrer Ortschaft begrenzt ist, ist das eine Katastrophe.“

Auf das Problem der fehlenden Abdeckung haben die Ingenieure von Green Machine jedoch ihre eigene Antwort: Wasserstoff-Pods. Mit einem dieser austauschbaren Mini-Tanks lässt sich die Wasserstoff-Kehrmaschine des Unternehmens für drei bis vier Stunden betreiben. Zwei Pods sind also genug für einen Arbeitstag, nachdem sie am Wasserstofftank des Betriebs wieder aufgefüllt werden können.

Mehr Technologie im Kommunalen

Beide Antriebsarten haben also ihre eigenen Vor- und Nachteile, sind aber, unter den richtigen Voraussetzungen, durchaus für den kommunalen Betrieb geeignet. Es besteht aber immer noch Nachfrage an dieselbetriebenen Fahrzeugen: „Es ist ja so, dass die Diesel-Maschine fest verankert ist, in den Betrieben, in den Kommunen und vor allem in den Köpfen“, erklärt Borggräfe.

Trotz aller Innovationen werden die Verbrenner in absehbarer Zukunft daher immer noch eine Rolle spielen, und neben Kehrmaschinen mit alternativem Antrieb in den Betrieben zu sehen sein. Borggräfe hofft hier auf die politische Vorreiterrolle der Kommunen, für die Wasserstoff eine interessante Option ist. Ähnlich sieht es Strohbach mit der E-Technik: „Wenn wir fair und sauber die Rohstoffe bekommen, die wir brauchen, dann sehe ich in der E-Technik eine gute Lösung.“ Die Technologien sind da, jetzt bleibt also abzuwarten, was sich durchsetzt.

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