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Artikel vom 18.05.2016

Alternativen zum Diesel für den Betrieb von Landmaschinen

Der Energiebedarf der Landwirtschaft ist in den letzten Jahrzehnten erheblich gestiegen. Alle landwirtschaftlichen Arbeiten werden von hochmodernen, leistungsstarken Landmaschinen übernommen, die nahezu ausnahmslos von Diesel angetrieben werden. Diese Abhängigkeit von mineralen Rohstoffen für die Lebensmittelproduktion bereitet vielen Sorgen und auch die Umweltverträglichkeit dieser Antriebsart lässt zu wünschen übrig. Wie wäre es also, wenn man einfach ganz auf Diesel verzichten könnte? Die Verwendung von Pflanzenöl, Biogas oder Elektrizität zum Antrieb der Motoren sind Alternativen, die bislang noch im Forschungsstadium sind, die aber bereits einige vielversprechende Prototypen hervorgebracht haben.

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Der Energiebedarf der Landwirtschaft ist in den letzten Jahrzehnten erheblich gestiegen. Alle landwirtschaftlichen Arbeiten werden von hochmodernen, leistungsstarken Landmaschinen übernommen, die nahezu ausnahmslos von Diesel angetrieben werden. Besonders der Traktor als Zugmaschine für die meisten Arbeitsgeräte ist für Landwirte das zentrale und wichtigste Element für ihre Arbeit. Diese Abhängigkeit von mineralen Rohstoffen für die Lebensmittelproduktion bereitet vielen Sorgen und auch die Umweltverträglichkeit dieser Antriebsart lässt zu wünschen übrig. Zwar arbeiten alle Landmaschinenhersteller ständig daran, den Kraftstoffverbrauch von Landmaschinen sowie deren Schadstoffemissionen zu senken, doch wie wäre es, wenn man einfach ganz auf Diesel verzichten könnte? Die Verwendung von Pflanzenöl, Biogas oder Elektrizität zum Antrieb der Motoren sind Alternativen, die bislang noch im Forschungsstadium sind, die aber bereits einige vielversprechende Prototypen hervorgebracht haben.

Besonders vielversprechend sind diese Ansätze, da Landwirte nicht nur Energie verbrauchen, sondern auch selbst Energie erzeugen können, zum Beispiel durch den Aufbau von Solaranlagen auf Dächern oder Feldern, durch Biogasanlagen oder den Anbau von Ölpflanzen, aus denen Pflanzenöl oder Biokrafstoff gewonnen werden kann. Kann die so gewonnene Energie für den Betrieb von Landtechnik eingesetzt werden, so erreichen die Landwirte eine Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen und werden energieautark. Allerdings gibt es heute noch eine Vielzahl an Problemen, die eine Verwendung von 100% erneuerbaren Energien für den landwirtschaftlichen Betrieb bislang sehr schwierig machen.

Rapsöl in den Tank

Ein vielversprechender Ansatz ist die Verwendung von Pflanzenöl wie beispielsweise Rapsöl anstelle von Diesel. Mehrere Landmaschinenhersteller haben bereits Schlepper entwickelt, die mit diesem Treibstoff funktionieren, doch auch klassische Diesel-Traktoren können auf den Pflanzenölbetrieb umgerüstet werden. Dabei muss dem Traktor neben dem normalen Dieseltank ein zweiter Tank für das Pflanzenöl zugefügt werden. Da Rapsöl zähflüssiger ist als Diesel, muss das Öl zuerst erwärmt werden, bevor es zum Betrieb des Motors verwandt werden kann. Daher wird der Motor so lange mit Diesel betrieben, bis die richtige Temperatur und Konsistenz des Öls erreicht sind und auf den Ölbetrieb übergegangen werden kann.

Außer dem Zwei-Tank-Prinzip hat der bekannte amerikanische Hersteller John Deere auch eine Ein-Tank-Lösung entwickelt, bei der beide Kraftstoffe in einem einzigen Tank gemischt werden können. Der sogenannte Multi-Fuel-Traktor wurde auf der bekannten französischen Landwirtschaftsmesse SIMA im Jahr 2013 mit dem “Innovation Award” ausgezeichnet. Im Rahmen des Forschungsprojekts RapsTrak, das vom Bundesagrarministerium gefördert und von John Deere und der Technischen Universität Kaiserslautern durchgeführt wurde, wurde das Konzept noch weiterentwickelt und so sind seit letztem Jahr 100% pflanzenöltaugliche Drei- oder Vierzylindertraktoren von John Deere in Produktion, die die letzten europäischen Abgasnormen einhalten.

Allerdings gerät Rapsöl oft in die Kritik, da von Kritikern oft gefordert wird, die zum Anbau von Raps verwandte Fläche solle lieber zum Anbau von Getreide zum menschlichen Verzehr genutzt werden. Dem kann jedoch entgegengesetzt werden, dass etwa 10% der Anbaufläche ausreichen würden, um alle Landmaschinen mit Pflanzenöl anzutreiben. Raps kann außerdem als Zwischenfrucht angebaut werden, und so auch für eine schonende, landwirtschaftlich sinnvolle Bodennutzung eingesetzt werden. Außerdem können die eiweißreichen Restprodukte, die bei der Gewinnung von Pflanzenöl aus Raps frei werden, als Futtermittel in der Tierzucht eingesetzt werden.

Elektrotraktoren bald einsatzfähig?

Ein anderer Lösungsansatz in der Energiefrage bei Landmaschinen ist die Entwicklung von Elektromotoren. Bislang besteht allerdings ein Problem, vor dem auch die Hersteller von elektrisch betriebenen Autos stehen: aufgrund einer zu geringen Speicherkapazität der Batterien kann der Motor nicht lange genug autonom arbeiten. Aus diesem Grunde sind teilelektrifizierte Traktoren bislang weiter entwickelt und weiter verbreitet als vollelektrische Traktoren.

John Deere bietet beispielsweise seit 2014 den hybriden Traktor 6210 RE an, bei dem der Elektromotor die Anbaugeräte mit bis zu 20 kW elektrischer Energie versorgen kann. Einen großen Fortschritt für die Leistungsfähigkeit solcher Traktoren bedeutet auch das von John Deere im firmeneigenen Europäischen Technologie- und Innovationszentrum (ETIC) in Kaiserslautern entwickelte System “Battery Boost”. Dabei handelt es sich um einen externen, transportablen Energiespeicher, der bei Bedarf an den Hybridtraktor angeschlossen werden kann, um ihn mit zusätzlicher elektrischer Energie zu versorgen. Gleichzeitig kann der Battery Boost-Speicher auch als Stromspeicher für die hofeigenen Wind- oder Solaranlagen genutzt werden. Der Einsatz von solchem selbst erzeugten, grünen Strom auf dem Bauernhof wäre ein großer Schritt in Richtung Energieunabhängigkeit für landwirtschaftliche Betriebe.

Neben den hybriden Traktoren ist es John Deere auch bereits gelungen, einen vollelektrischen, funktionsfähigen Traktor zu entwickeln. Dieser wurde im Rahmen des Forschungsprojektes SESAM ebenfalls am ETIC in Kaiserslautern entwickelt und gebaut. Er hat eine ansehnliche Leistung von 300 kW bzw. 400 PS, doch seine Batterie ist bereits nach einer Stunde Betrieb leer. Der Erfolg dieses Versuchsfahrzeugs zeigt jedoch, dass es durchaus möglich ist, einen Traktor vollelektrisch anzutreiben. Wenn die Speicherkapazität und Leistungsfähigkeit von Batterien in Zukunft weiter zunimmt, ist es möglich, dass ein solcher E-Trecker ab 2025 oder 2030 serienmäßig auf den Markt kommt.

Die Landwirtschaft hat nicht nur als Produzent von Nahrungsmitteln, sondern auch als Produzent von erneuerbaren Energien große Bedeutung. Sinnvoll wäre es daher, wenn die Forschung es ihr ermöglicht, die von ihr produzierte Energie in Form von Pflanzenöl, Wind- oder Solarstrom auch für ihre eigenen Zwecke einsetzen zu können - beispielsweise zum umweltfreundlichen Betrieb von Landtechnik. Dabei haben in unmittelbarer Zukunft Pflanzenöltraktoren die besten Erfolgsaussichten, doch auch die Entwicklung der E-Moblität macht rasante Fortschritte und man darf auf die neuesten Ideen der Landtechnikhersteller gespannt sein.

Simone Minet, 18.05.2016

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