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Landtechnik

Klimaschutz im Maschinenpark

Dank neuen Energiequellen helfen landwirtschaftliche Fahrzeuge mit, Emissionen zu senken. Wasserstoffmotoren und Brennstoffzellen sind mögliche Lösungen für Traktoren und Radlader. Seit einigen Jahren gibt es Prototypen von verschiedenen Herstellern.

Der Wasserstoffmotor von New Holland wurde bereits 2009 an der Sima in Paris vorgestellt und seitdem laufend verbessert. 

Der Wasserstoffmotor von New Holland wurde bereits 2009 an der Sima in Paris vorgestellt und seitdem laufend verbessert. 

Publiziert am

Redaktor, UFA-Revue

 

Die häufigste Technik zur Wasserstoffherstellung ist die Abscheidung von Wasserstoff aus fossilen Ressourcen, zumeist aus Methangas. Dieses Verfahren hat zwei grundlegende Nachteile: den Verbrauch von Methan (nicht erneuerbar, wenn es aus Bodenressourcen stammt) und den Ausstoss von CO 2 . Das auf diese Weise gewonnene Produkt wird vielfach als «grauer Wasserstoff» bezeichnet. Es wäre ein grosser Erfolg, die CO 2 -Emissionen technisch neutralisieren zu können, beispielsweise durch eine Weiterverwendung in der Industrie.

Eine andere Möglichkeit ist, diesen Treibstoff in einem Elektrolyseur herzustellen. Dabei wird Wasserstoff vom Sauerstoff getrennt, indem elektrischer Strom zwischen zwei in Wasser getauchten Elektroden geleitet wird. Durch die Nutzung erneuerbarer Energie (Strom aus Solar-, Wind- oder Wasserkraft) wird grüner Wasserstoff gewonnen.

Wasserstoff auf zwei Arten nutzen

In der Praxis wird Wasserstoff auf zwei Arten genutzt, entweder zum Antrieb eines Verbrennungsmotors oder für eine Wasser-stoff-Brennstoffzelle. Der Wasserstoffmotor funktioniert ähnlich wie ein herkömmlicher Benzinmotor mit Funkenzündung. Die Wasser-Brennstoffzelle wird durch den Wasserstoff angetrieben, der in den Tanks unter Druck gespeichert wird, sowie durch den Luftsauerstoff. Es entsteht Wasser und Strom, der vom Elektromotor des Fahrzeugs verbraucht wird.

Gleiche Leistung – kohlendioxidfrei

2021 stellte die Firma JCB einen Radlader und einen Teleskoplader vor, die mit einem Wasserstoffmotor ausgestattet sind. Der Motor basiert auf dem Prinzip eines herkömmlichen Dieselmotors. Er benötigt aber ein spezielles System, um das Luft-Wasserstoff-Gemisch für die Verbrennung herzustellen. Zudem ist auch eine Zündvorrichtung mit Zündkerzen erforderlich. Rund 50 wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren sind bisher im Rahmen des Entwicklungsprozesses für diese Antriebsform von JCB gebaut worden. Gemäss Angaben des Herstellers ist der Wasserstoffmotor punkto Leistung, Drehmoment und Wirkungsgrad mit einem konventionellen Verbrennungsmotor vergleichbar, jedoch kohlendioxidfrei. Die Diesel- Variante dieses JCB-Motors steckt in mehr als 60 Prozent der Fahrzeuge des englischen Herstellers.

Grüner Wasserstoff wird aus erneuerbarer Energie gewonnen.

Im Mai 2022 hat der Hersteller Cummins einen Wasserstoffmotor präsentiert, und er plant auch den Bau weiterer Modelle mit unterschiedlicher Leistung. Der Hersteller betont weiter, dass die wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotoren kohlenstofffreien Kraftstoff zu einem niedrigeren Preis verwenden als eine Brennstoffzelle oder ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug; zudem erfordern sie nur geringfügige Änderungen an den Fahrzeugen. Der Hersteller bezeichnet den Wasserstoffmotor und die Brennstoffzelle als ergänzende Optionen, die sich als zwei Alternativen auf dem «kohlenstofffreien» Weg bieten. Im März dieses Jahres präsentierte Cummins zudem eine neue Brennstoffzelle der vierten Generation.

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Mit grünem Wasserstoff können die Fahrzeuge emissionslos betrieben werden. 

Weniger Emissionen bei Traktoren

Auch Fendt arbeitet bei seinen Fahrzeugen an der Reduktion von Emissionen. Im Jahr 2017 hat der Hersteller seinen vollständig elektrisch betriebenen Traktor Fendt e100 vorgestellt, welcher von der DLG in der Kategorie Innovation mit einer Silbermedaille ausgezeichnet wurde. Im vergangenen Februar führte Fendt erstmals den Prototyp eines wasserstoffbetriebenen Traktors vor. Und bereits im April liefert der Hersteller zwei Prototypen der ersten Generation an zwei Betriebe im niedersächsischen Haren.

Schon 2009 stellte New Holland den ersten wasserstoffbetriebenen Traktorprototyp vor. Das mit zwei Elektromotoren ausgestattete Fahrzeug zog den erforderlichen Strom aus einer Brennstoffzelle, die aus einem Tank mit komprimiertem Wasserstoff versorgt wurde. An der Internationalen Messe Sima wurde er im gleichen Jahr mit der Goldmedaille ausgezeichnet.

Die französische Gruppe Charier, die im Materialrecycling, im Gartenbau und im Tiefbau tätig ist, weihte im Kommunalen Bereich einen wasserstoffbetriebenen Traktor für Baustellen ein. Es handelt sich dabei um den Traktor John Deere 6210 mit Elektromotor, der mit einer Brennstoff zelle betrieben wird.

Um Emissionen zu reduzieren, setzt Valtra seit fünf Jahren erneuerbaren Kraftstoff ein. An seinem finnischen Standort nutzt der Hersteller Energie aus Wind, Wasser, Fotovoltaik sowie aus Biomasse. Valtra nutzt den erneuerbaren Kraftstoff zur Durchführung aller Maschinentests und zur Befüllung der Tanks von Traktoren, die das Werk verlassen. Auf diese Weise gelingt es ihm, seine Emissionen zwar nicht vollständig, jedoch deutlich zu reduzieren. 

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