Digi­tale Technik redu­ziert Klima-Foot­print der Land­wirt­schaft

Prof. Peter Pickel, verant­wort­lich für Zukunfts­tech­no­lo­gien beim Euro­pean Tech­no­logy Center von John Deere in Kaisers­lau­tern erläu­tert neue Möglich­keiten, um effi­zi­ente Land­wirt­schaft und Umwelt­schutz mitein­ander zu verknüpfen.

Die Digi­ta­li­sie­rung ist nach der Mecha­ni­sie­rung die vermut­lich größte Revo­lu­tion in der Land­wirt­schaft. Ich bin über­zeugt, dass sie Ökonomie und Ökologie versöhnen wird. Der Land­wirt­schaft kommt dabei als Verur­sa­cher und Problem­löser des Klima­wan­dels eine ganz beson­dere Verant­wor­tung zu. Praxis, Indus­trie und Forschung muss es gelingen, die Treib­haus­gas­emis­sionen zu verrin­gern. Dafür sehen wir vier Hebel:

  1. Stei­ge­rung der Maschi­nen­ef­fi­zienz
  2. Agro­no­mi­sche Opti­mie­rung – Produ­cing more with less
  3. Bessere Nutzung vorhan­dener Maschi­nen­ka­pa­zi­täten (Auto­ma­ti­sie­rung – Auto­no­mi­sie­rung)
  4. Einsatz erneu­er­barer Energie

Stei­ge­rung der Maschi­nen­ef­fi­zienz

Seit es Land­ma­schinen gibt, arbeiten die Inge­nieure an der Effi­zi­enz­stei­ge­rung der Maschinen. Hier ist schon viel erreicht worden, trotzdem müssen wir realis­tisch bleiben. Eine Verbrauchs­re­du­zie­rung um 1 bis 3 % als Voraus­set­zung für die Redu­zie­rung der Abgas­emis­sionen ist eine gewal­tige Inge­nieurs­leis­tung. Im Wesent­li­chen gelingt dies durch die Verrin­ge­rung von Über­tra­gungs­ver­lusten. Der 8RX Raupen­traktor ist dafür ein gutes Beispiel.

Die effi­zi­enten Antriebs­stränge und die schlupf­re­du­zie­rende Raupen­lauf­werke des John Deere 8RX sparen Kraft­stoff und verrin­gern den CO2-Ausstoß.

Agro­no­mi­sche Opti­mie­rung

In der CO2-Gesamt­bi­lanz der Land­wirt­schaft spielt der Kraft­stoff­ver­brauch eine nach­ge­ord­nete Rolle. Viel größer ist das Poten­tial bei den acker­bau­li­chen Maßnahmen. Vor allem die Produk­tion von mine­ra­li­schen Dünge­mit­teln verur­sacht einen hohen Ausstoß an CO2, während es gleich­zeitig in einigen Regionen einen Über­schuss an orga­ni­schen Dünge­mit­teln gibt. Wenn es also gelingt die Ressourcen in diesem Bereich effi­zi­enter einzu­setzen und damit nach­hal­tiger zu produ­zieren, können wir den ökolo­gi­schen Fußab­druck deut­lich verklei­nern.

Ziel muss vor allem sein, von einer gleich­mä­ßigen Flächen­be­hand­lung zu einer klein­räu­migen Anwen­dung zu kommen, die auf die Hete­ro­ge­nität der Böden herun­ter­ge­bro­chen wird. Hier möchte ich das Beispiel Indus­trie 4.0 aufgreifen, der die Massen­fer­ti­gung durch indi­vi­du­elle Produk­tion ablöst wird. In der Land­wirt­schaft findet diese Indi­vi­dua­li­sie­rung zukünftig bei der Behand­lung jeder einzelnen Pflanze statt. Wir betrachten jede Pflanze als ein Indi­vi­duum und versorgen sie entspre­chend. Die größte Heraus­for­de­rung liegt darin, die Düngungs-, Pflan­zen­schutz- und anderen Maßnahmen anhand von Daten, Erfah­rungen und Analysen durch­zu­führen bzw. zu opti­mieren.

Über das John Deere Opera­tions Center erhält der Anwender Zugriff auf eine Viel­zahl von teil­flä­chen­spe­zi­fi­schen Daten und Infor­ma­tionen.

Maschi­nen­ka­pa­zi­täten voll nutzen

Kommen wir zum dritten Hebel, der besseren Ausnut­zung der Maschi­nen­ka­pa­zi­täten – also quasi zu einer weiteren Verlust­mi­ni­mie­rung. Praxis­un­ter­su­chungen zeigen, dass vor allem bei den Mähdre­schern oft nur 60 bis 70 % der instal­lierten Leis­tung abge­rufen werden. Dank der Auto­ma­ti­sie­rung sind wir hier jedoch in den letzten Jahren voran­ge­kommen. Der auto­ma­ti­sierte Mähdre­scher stellt sich selbst ein und steuert sich voll­au­to­ma­tisch.

Damit sind wir schon beim Einstieg in die Auto­no­mi­sie­rung ange­langt. Denn auto­nomes Fahren oder besser auto­nomes Arbeiten nach dem Auto­nomie Level 3 der PKW-Norm bedeutet: der Maschi­nen­führer kann sich über längere Zeit anderen Aufgaben als der Maschi­nen­steue­rung zuwenden. Die nächsten Level 4 und 5 werden inter­es­sant, wenn der Mangel an quali­fi­zierten Fahrern weiter zunimmt. Voraus­set­zung dafür sind aller­dings entspre­chende Geset­zes­grund­lagen und die Verfüg­bar­keit von 5G-Internet im länd­li­chen Raum.

Der X9 Mähdre­scher verfügt über eine Viel­zahl von auto­ma­ti­sierten Assis­tenz­sys­temen, die es dem Fahrer ermög­li­chen die instal­lierte Leis­tung auch wirk­lich abzu­rufen.

Erneu­er­bare Ener­gien

Kommen wir zum letzten, aber sehr entschei­denden Punkt zur Redu­zie­rung des Treib­haus­gase in der Land­wirt­schaft: Dies errei­chen wir durch den Einsatz alter­na­tiver Ener­gie­formen. Zunächst der Elek­tri­fi­zie­rung. Anders als in der PKW-Branche werden Trak­toren der mitt­leren und oberen Leis­tungs­klasse mit rein batte­rie­elek­tri­schem Antrieb in den nächsten Jahren nicht verfügbar sein. Die Seri­en­reife hängt von der Kapa­zität der Batte­rien ab. Ein 250 PS Traktor müsste heute eine 10 t Batterie mitführen, um bei schweren Arbeiten genug Energie für einen ganzen Arbeitstag – ca. 8 Vollast­stunden ohne nach­laden – an Bord zu haben.

John Deere Multi­fuel Traktor auf der Grünen Woche in Berlin.

Der Druck zur Elek­tri­fi­zie­rung im PKW- und Nutz­fahr­zeug­be­reich dürfte jedoch einen Inno­va­ti­ons­schub bringen. Zudem könnte die Land­wirt­schaft zum Selbst­ver­sorger werden, wenn Strom aus eigenen Biogas-, Wind­kraft- oder Solar­an­lagen für den Antrieb der Land­ma­schinen genutzt wird.

Anders als bei den voll­elek­tri­schen Antrieben wäre eine sehr schnelle Redu­zie­rung der Treib­haus­gas­emis­sionen durch den Einsatz von alter­na­tiven Kraft­stoffen möglich. Mit soge­nannten Viel­stoff-Motoren („Multi­fuel“) können Trak­toren nicht nur mit Diesel, sondern beispiels­weise auch mit Biodiesel, Rapsöl oder anderen nicht-veres­terten Pflan­zen­ölen fahren. Damit lässt sich der CO2-Ausstoß deut­lich verrin­gern und die Bindung an fossile Brenn­stoffe lösen – ein Plus für die Umwelt und den Geld­beutel der Land­wirte. Poli­tisch müssten hierfür jedoch die Weichen gestellt und für Land­wirte Anreize geschaffen werden.

Durch den tech­no­lo­gi­schen Fort­schritt in der Land­technik wird es möglich, Umwelt­schutz und Wirt­schaft­lich­keit zusammen zu denken.

Prof. Peter Pickel

Lassen Sie mich zusam­men­fassen: Durch den tech­no­lo­gi­schen Fort­schritt in der Land­technik wird es möglich, Umwelt­schutz und Wirt­schaft­lich­keit zusammen zu denken. Die Land­wirt­schaft kann die Verant­wor­tung für eine nach­hal­tige und umwelt­scho­nende Produk­tion über­nehmen und auf diese Weise das Vertrauen der Gesell­schaft dahin­ge­hend sicher­stellen. Damit wird der Umwelt­schutz zum Wett­be­werbs­faktor. Die Konse­quenz: Die Opti­mie­rung der Land­wirt­schaft mittels digi­taler Hoch­leis­tungs­tech­no­lo­gien geht weiter und der Druck, der auf den Land­wirten lastet, wandelt sich zu einem leben­digen Wachs­tums­um­feld für die Zukunft.