Alternative Antriebssysteme und Energiekonzepte für Baumaschinen und Baustelleneinrichtung – Auswirkungen auf Baubetrieb, Kosten und Nachhaltigkeit

Um die Klimaziele der Vereinten Nationen (UN) bzw. der Europäischen Union zu erreichen,sind in den kommenden Jahren weitere Senkungen der Treibhausgas-Emissionen erforderlich.Baumaschinen und die Bauindustrie im Allgemeinen leisten einen Anteil an diesen. Da Elektromotoren keine lokalen Emissionen verursachen, bergen elektrische Baumaschinen das Potenzial,die Treibhausgas-Emissionen der Baubranche zu senken.Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist es, die baubetrieblichen, ökonomischen und ökologischen Auswirkungen des Einsatzes elektrischer Baumaschinen zu untersuchen. Der Schwerpunkt liegt aufder Bewertung der Praxistauglichkeit sowie auf dem Vergleich der Gerätekosten und Treibhausgas-Emissionen zwischen elektrischen und dieselbetriebenen Baumaschinen.Als Grundlage diente eine Literaturrecherche zu Baumaschinen im Allgemeinen, technischen Eigenschaften elektrischer Geräte sowie zu sicherheitsrelevanten und rechtlichen Aspekten ihres Einsatzes. In einer Kooperation mit einem Bauunternehmen wurden ausgewählte elektrische Geräte in einem Pilotbetrieb unter realen Bedingungen untersucht. Zur Bewertung der betrieblichen Eignung der Geräte wurden Feedback-Gespräche und Online-Umfragen mit dem Baustellenpersonal durchgeführt. Ergänzend wurden Berechnungen zu den Gerätekosten und Treibhausgas-Emissionen vorgenommen und Vergleiche zwischen elektrischen und dieselbetriebenen Geräten angestellt. Dafür wurden die getesteten Baumaschinen in Geräteklassen eingeteilt und betriebliche Einsatzszenarien definiert.Die Analyse zeigt, dass die Einsatzdauer batteriebetriebener Baumaschinen aufgrund begrenzter Akkukapazitäten eingeschränkt ist und der Ausbau der Ladeinfrastruktur eine wesentliche Voraussetzung für deren Integration in den Baubetrieb darstellt. In Zusammenhang damit wurde im Pilotbetrieb festgestellt, dass elektrische Geräte in bestimmten Einsatzszenarien häufiger transportiert werden müssen als dieselbetriebene. Dies führt zu erhöhten Transportkosten. Zudem liegen die Anschaffungskosten der getesteten elektrischen Baumaschinen derzeit beim 2- bis 3-Fachen vergleichbarer Dieselgeräte.Begrenzte Akkukapazitäten sowie unzureichend ausgebaute Ladeinfrastruktur führen zu häufigeren Transportvorgängen, die derzeit überwiegend mit dieselbetriebenen Lastkraftwagen erfolgen.Die dabei entstehenden zusätzlichen Emissionen können die im Betrieb erzielten Einsparungen ausgleichen. Somit kann durch den Einsatz elektrischer Baumaschinen unter den aktuellen Rahmenbedingungen in bestimmten Einsatzszenarien keine Reduktion der Treibhausgas-Emissionen erzielt werden.