Loading...Zwar tragen Landmaschinen mit 6 Millionen Tonnen einen vergleichsweisen geringen Anteil an den Kohlendioxidemissionen der Landwirtschaft (66 Millionen Tonnen), dennoch ist es notwendig, auch hier möglichst schnell Abschied vom Diesel zu nehmen, um einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.
Fraglos hat der fossile Treibstoff die größtmögliche Energiedichte, die wir an Bord eines Traktors nehmen können. Doch er verursacht trotz fortschrittlicher Motorentechnologie eben noch immer den größten CO2-Ausstoß im Vergleich zu anderen Antriebsarten. So ließen sich beispielsweise mit Wasserstoff, Methan, Rapsöl oder einem vollelektrischen Antrieb signifikante Mengen an Emissionen einsparen.
Allerdings steht dieser positiven Bilanz eine teilweise erheblich geringere Energiedichte gegenüber. Das bedeutet: Entweder müssen Tank oder Batterie deutlich größere Dimensionen annehmen oder die Arbeitsdauer des Traktors bei hoher Last ist so gering, dass er nicht als vollwertige Arbeitsmaschine taugt.
Möglichkeiten und Grenzen alternativer Traktorantriebe
Ein Vergleich verschiedener Antriebskonzepte für Traktoren zeigt, dass Dieselkraftstoff zwar die höchste Energiedichte aufweist, aber am meisten CO2 produziert. Alternative Antriebsstoffe wie Methan, Wasserstoff oder Strom können zwar CO2 Emissionen deutlich reduzieren, weisen aber eine geringe Energiedichte auf und sind daher für den Antrieb großer Traktoren im Moment noch nicht geeignet. Einen guten Kompromiss stellt die Nutzung von Rapsöl als Treibstoff dar.
Elektrischer Antrieb ist ein erstrebenswertes Ziel
Dabei würde ein elektrischer Antrieb hohe Flexibilität, geringeres Gewicht und einen kleineren Bauraum im Verhältnis zur Leistung mit sich bringen – wenn wir nur den Motor betrachten. Die Batterien hingegen sind beim aktuellem Entwicklungsstand noch viel zu schwer und leistungsarm, um für die sichere Feldarbeit geeignet zu sein. Bei der Energiedichte erwarten wir in den kommenden Jahren allerdings Entwicklungssprünge.
Eine vielversprechende Brückentechnologie, die bereits für den praktischen Einsatz verfügbar ist, stellen Biofuels dar. Insbesondere Rapsöl bietet eine gute Alternative, da es 93 Prozent Energiedichte im Verhältnis zu Diesel aufweist und eine Emissionseinsparung von 91 Prozent (bei dezentraler Erzeugung und Verbrauch) ermöglicht.
Batteriebetriebene Großtraktoren sind wegen der geringen Energiedichte momentan noch sehr schwer und daher für den praktischen Feldeinsatz noch nicht geeignet.
Rapsöl ist eine nachhaltige Lösung
Raps wird in vielen Betrieben angebaut. Das daraus extrahierte Öl steht den Betrieben also grundsätzlich zur Verfügung. Der bei der Kaltpressung als Nebenprodukt anfallende Rapskuchen hat einen hohen Eiweißgehalt, und dient daher als wertvolles Futtermittel. Ein positiver Nebeneffekt dabei ist, dass der Rapskuchen importiertes Soja – mit all seinen negativen Begleiterscheinungen vom Anbau über den Transport bis zu den Kosten – teilweise ersetzen kann.
Raps stellt eine äußerst nachhaltige Lösung dar, sofern die produzierte Menge den Eigenbedarf der Landwirtschaft deckt. Denn sie stellt keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion dar. Die oft kritische Frage nach „Tank oder Teller“ beantwortet dieser Kraftstoff mit „Tank und Teller“.
Der Multi-Fuel-Traktor kann mit Diesel, Biodiesel, chemisch unverändertem Pflanzenöl P100 und Hydriertem Pflanzenöl (HVO) betrieben werden.
Projekt Multi-Fuel-Traktor
Prof. Peter Pickel ist Manager für Zukunftstechnologien am European Technology Innovation Center von John Deere in Kaiserslautern.
Um Rapsöl und weitere Biofuels nutzen zu können, bedarf es allerdings auch Anpassungen an den Maschinen. Das Antriebssystem eines Traktors muss vor allem hinsichtlich Motorleistung, Abgasbehandlung, Schmierung des Motors und Startverhalten bei Kälte modifiziert werden.
Diese Herausforderung haben wir bei John Deere mit unserem Projekt Multi-Fuel-Traktor adressiert. Dieser Traktor kann mit Diesel, Biodiesel, chemisch unverändertem Pflanzenöl P100 und Hydriertem Pflanzenöl (HVO) arbeiten. Auch Mischungen der genannten Biokraftstoffe können eingesetzt werden.
Dank der verwendeten Sensorik erkennt das System selbstständig, um welchen Kraftstoff es sich handelt. In intensiven Tests – unter anderem in Kooperation mit der Technischen Universität Kaiserslautern – konnten wir nachweisen, dass der Motor vollkommen ohne Beeinträchtigung bei Leistung arbeitet und auch keinen Mehrverbrauch erzeugt. Zudem entspricht der Motor der gültigen Abgasstufe V für mobile Arbeitsmaschine.