Erneuerbare Energien für Landmaschinen

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Die moderne Landwirtschaft hat einen erheblichen Treibstoffbedarf. Dies ist in zweifacher Hinsicht problematisch. Einerseits entstehen so ein hoher CO2-Ausstoß sowie andere Schadstoff-Emissionen. Andererseits stellt der Treibstoff für den Landwirt einen nicht zu vernachlässigenden Kostenfaktor dar. Viele Landwirte produzieren aber selber Energie – durch Photovoltaik-Anlagen auf Lager- oder Stalldächern, durch Biogasanlagen oder durch den Anbau von Raps, der zu Biokraftstoff verarbeitet werden kann. Eine sinnvolle Lösung des Treibstoffproblems würde darin bestehen, diese selbst produzierte Energie zum Betrieb der Landmaschinen zu nutzen. Das wäre nicht nur billiger, sondern auch umweltfreundlicher und würde eine Kreislaufwirtschaft darstellen. Wünschenswert wäre also der Ersatz der heute üblichen Dieselmotoren durch Elektromotoren oder Motoren, die durch Biokraftstoff oder Biogas angetrieben werden. Theoretisch und für die Anwendung in Pkws, teilweise auch in LKW und Bussen, gibt es diese Motoren schon. Die Übertragung dieser Technik auf landwirtschaftliche Maschinen muss aber Rücksicht auf die besonderen Einsatzbedingungen nehmen und wirft zurzeit noch einige Probleme auf. Im Folgenden werden wir diese Techniken unter diesem Gesichtspunkt näher betrachten.

Pflanzenölkraftstoff

Mit Hilfe eines pflanzenöltauglichen Motors könnte Diesel z. B. durch Rapsöl ersetzt werden. Rapsöl hat eine größere Viskosität (ist zähflüssiger) und einen höheren Flammpunkt als Diesel. Daher muss es erst auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden, damit der Motor das Öl problemlos nutzen kann. Bisher gibt es zwei Möglichkeiten einen Traktormotor mit Rapsöl zu betrieben. Eine Möglichkeit besteht darin, zwei Tanks zu verwenden. In einem Tank befindet sich Diesel, im zweiten Rapsöl. Beim Starten des Traktors wird erst Diesel verwendet. Dadurch wird das Rapsöl auf Betriebstemperatur gebracht. Ist diese erreicht, läuft der Motor mit dem Pflanzenöl weiter. Dieser zweite Tank kann nachgerüstet werden. Seit ca. acht Jahren bietet die Firma Fendt auch Traktoren an, die vom Werk aus direkt zwei Tanks besitzen.

Pflanzenölkraftstoff

Einen anderen Weg ist die bekannte Traktorenfirma John Deere gegangen. Seit 2013 baut sie einen Pflanzenöltraktor mit nur einem Tank. In ihm kann Diesel, Pflanzenöl oder eine beliebige Mischung aus beidem verwendet werden. Dieses Verfahren nennt sich Multi-Fuel-Technik. Allerdings waren bei diesem Traktor anfangs die Abgase problematisch. Sie entsprachen nicht der neuesten Euro-Norm Stufe IV. Mittlerweile gibt es diesen Traktor aber auch mit normgerechten Abgaswerten.

Leider ist die Umrüstung der Traktoren oder sogar eine Neuanschaffung für die Landwirte wirtschaftlich uninteressant, weil der Preisunterschied zwischen Diesel und Rapsöl zu gering ist. Da die Nutzung von Rapsöl statt Diesel für die Umwelt viele Vorteile bringt, hat das Bundesland Bayern das Förderprogramm RapsTrak200 aufgelegt, das noch bis 2017 läuft. Im Rahmen dieses Programms wird die Anschaffung eines pflanzenöltauglichen Traktors bzw. die Nachrüstung vorhandener Maschinen bezuschusst.

Vorteile des Pflanzenölkraftstoffs:

  • Die Ökobilanz dieses Kraftstoffs ist besser als die von Diesel, weil beim Verbrennen von Pflanzenöl nur so viel CO2 freigesetzt wird, wie die Pflanzen während des Wachstums der Umgebung entzogen haben.
  • Wird der Pflanzenkraftstoff aus Raps hergestellt, fällt bei der Produktion eiweißreiches Rapsschrot an, das ein gutes Futtermittel ist. Die Anbaufläche für Raps wird also gleich doppelt genutzt – zur Herstellung von Kraftstoff und zur Futtermittelproduktion.
  • Durch das Rapsschrot kann die Einfuhr von Sojaschrot, das heute für die Fütterung verwendet wird, reduziert werden. Damit wird die Landwirtschaft unabhängiger von Entwicklungen auf dem internationalen Futtermittelmarkt.
  • Die Leistung der Pflanzenölmotoren entspricht der der Dieselmotoren.

Biomethan als Kraftstoff für Traktoren

Biomethan wird aus Biogas hergestellt, das beim Abbau von organischem Material unter Luftabschluss entsteht. Dies geschieht beispielsweise in Kompostieranlagen oder Biogasanlagen der Landwirtschaft. Damit Biogas als Treibstoff verwendet werden kann, muss es einen Methangehalt von mehr als 90 % haben. Um dies zu erreichen, wird es aufgearbeitet und verdichtet. Aus einer Tonne Bioabfall können 130 m³ Biogas gewonnen werden, die in etwa 70 l Benzin entsprechen. Methan ist an sich ein gefährliches Treibhausgas. Erst durch die Verbrennung wird es nahezu CO2-neutral.

Vorteile von Biomethan als Kraftstoff:

  • Es ist nahezu CO2-neutral, da es aus organischen Abfällen gewonnen wird.
  • Auch der Ausstoß anderer Schadstoffe ist wesentlich geringer als bei Benzin oder Diesel. Es fallen nur 50 % der Stickoxide und 73 % weniger Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe an. Die Feinstaubemissionen sind um 98 % geringer als bei Dieselfahrzeugen.
  • Biomethan ist wesentlich billiger als Diesel – eine Machbarkeitsstudie im Auftrag der BIOENERGIE-REGION WENDLAND-ELBETAL hat ergeben, dass beim Ersatz von Diesel durch Biomethan die Kraftstoffkosten um 25 – 40 % gesenkt werden könnten.
  • Bei dem Vergärungsprozess der Bioabfälle entstehen neben dem Biogas hochwertiger Flüssigdünger und Kompost. Beides ist für den ökologischen Landbau zertifiziert.

Nachteile des Biomethan-Kraftstoffs:

  • Es fehlen für den Betrieb an landwirtschaftlichen Biogasanlagen entsprechend modular aufgebaute, einfache Anlagen mit geringen Kosten zur Herstellung von Biomethan.
  • Es gibt zurzeit auf dem Markt keine reinen Biomethan-Traktoren, nur solche mit Dual-Fuel-Technik.
  • Traktoren, die teilweise mit Biomethan betrieben werden, brauchen in Deutschland eine Einzelzulassung.

Traktoren mit Elektromotor

Durch Elektromotoren angetriebene Traktoren haben dasselbe Problem wie Elektroautos: Die Batterien sind zu groß und zu teuer und haben eine zu geringe Speicherkapazität. Viele Hersteller von Landmaschinen arbeiten aber an Lösungen für teil- oder vollelektrische Maschinen und Traktoren. John Deere bietet einen Hybrid-Traktor an, der mit Diesel und Strom läuft. In seinem Forschungszentrum in Kaiserslautern hat das Unternehmen das Batteriewechselsystem Battery-Boost entwickelt. Dadurch, dass die Batterie nicht im Traktor geladen werden muss, sondern gegen eine geladene Batterie ausgetauscht werden kann, wird die Einsatzzeit erhöht. Die Batterien dieses Systems könnten auch als Energiespeicher für die hofeigene Photovoltaik-Anlage dienen.

Mittlerweile hat John Deere auch einen vollelektrischen Traktor als Versuchsfahrzeug entwickelt. Er hat eine Leistung von 300 KW. Die Batterie ist im Betrieb aber schon nach ca. einer Stunde leer. Erfolgversprechender sind die teilelektrischen landwirtschaftlichen Maschinen wie Düngerstreuer, Sämaschinen oder Roder, die John Deere anbietet. Die Energie zum Antrieb ihres Hydrauliksystems wird von Elektromotoren erzeugt, was den Dieselmotor, der für den Antrieb der Maschinen sorgt, entlastet.

Vorteile der Elektromotoren

Nachteile der Elektromotoren

  • Ihre Leistung ist noch zu gering.
  • Bisher sind nur kurze Arbeitszeiten mit vollelektrischem Antrieb möglich.
  • Die Batterien sind zu teuer und haben eine zu geringe Speicherkapazität.

Fazit

Nach dem heutigen Stand der Technik ist nur Rapsöl als alternativer Treibstoff wirklich sinnvoll. Raps tritt damit allerdings in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Bioethanol wäre unproblematischer, es fehlt aber die entsprechende technische Infrastruktur und eine allgemeine Zulassung dieser Traktoren. Elektro-Traktoren wird es wohl in absehbarer Zukunft nicht in größerer Zahl geben. Die Batterietechnik müsste gewaltige Fortschritte machen, um akzeptable Laufzeiten der Traktoren auch bei Volllastbetrieb zu ermöglichen.

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Toni Pavicic
Toni leitet das Portal Energieinitiative.org, setzt sich persönlich für regenerative Energien, den Umweltschutz und die Umwelt ein. Mit dem Portal Energieinitiative.org verfolgt er das Ziel, die Besucher zu informieren und das Umweltbewusstsein derselben zu stärken, um einen Dominoeffekt zu erzeugen.
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1 Kommentar

  1. Dirk Helling-Junghans am

    Hallo erst mal.
    Ich baue mit meinen Brüdern Nachwachsende Rohstoffe auf vorhandenen Grund an.
    Die Pflanzen heißen Sida Hermaphrodita ( es gibt noch keinen Deutschen Namen ).
    Wir fahren einen Versuch der sehr vielversprechend ist. Wir möchten damit heizen und unseren eigenen Strom erzeugen. Die Heizenergie der Pflanze liegt knapp über dem von Holz. Die Ertragsmenge könnte
    20 to Trockenmassen pro ha übersteigen. Das heißt wir können damit die Energie von bis zu 8000 litern Oel
    ersetzen. Die pflanzen sollen bis über 25 Jahre aus den Wurzeln heraus nachwachsen, und vertragen keinerleiChemikalien.
    Also kein Spritzen und kein Ackern der bepflanzten Flächen über 25 Jahre.
    Es muß lediglich gedüngt und geerntet werden.

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