Umstellung von Landmaschinen auf erneuerbare Antriebsenergien

Abstract

In der Untersuchung wurden die bayerischen Einrichtungen BaySG, LfL, LWG, LWF und TFZ dabei unterstützt, ihre mobilen Maschinen und Geräte für die Land- und Forstwirt- schaft auf klimaverträgliche Antriebe umzustellen. Zum Abschluss des Vorhabens waren 83 Prozent der insgesamt 301 Maschinen mit erneuerbaren Antriebsenergien im Einsatz. Dies führte im Jahr 2024 zu einer eheblichen Einsparung an Treibhausgasemissionen, die allein bei den BaySG, der Einrichtung mit dem größten Fuhrpark von 223 Maschinen, mehr als 1.100 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr beträgt. Ein intensives Monitoring von 27 ausgewählten Land- und Forstmaschinen, die mit Rapsölkraftstoff (P100), Biodiesel (B100) oder paraffinischem Dieselkraftstoff (HVO) be- trieben wurden, sowie von sechs Elektrofahrzeugen stellte deren Praxistauglichkeit über insgesamt 120.000 Stunden unter Beweis. Langzeittests von bis zu 15 Jahren je Maschine zeigen keine Nachteile hinsichtlich Effizienz und Langlebigkeit infolge der Verwendung von Biokraftstoffen. So belegen beispielsweise Messungen an einem Rapsöltraktor auch nach über 11.000 Betriebsstunden eine konstante Motorleistung. Die Umstellung von 184 Bestandsmaschinen der BaySG auf HVO verlief bei rund 90 Prozent der Fahrzeuge stö- rungsfrei. Lediglich bei älteren Maschinen traten vereinzelt Leckagen oder fehlerhafte Tankanzeigen auf. Trotz bestehender Anforderungsnormen kam es bei allen untersuchten Kraftstoffarten (auch bei fossilem Diesel) wiederholt zur Überschreitung von Grenzwerten, was den Maschinenbetrieb beeinträchtigte. Eine sorgfältige Qualitätssicherung ist daher entscheidend für den störungsfreien Betrieb und die Akzeptanz beim Betreiber. Die Ab- gasemissionen bei der Verwendung von P100, B100 und HVO waren am Traktorenprüf- stand niedrig und vergleichbar mit denen von Dieselkraftstoff. Ferner zeigte sich, dass die Emissionswerte im Realbetrieb auf dem Feld (PEMS-Messungen) bei Biokraftstoffen auf niedrigem Niveau lagen und stärker vom Lastprofil als von der Kraftstoffsorte abhingen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Biokraftstoffe aus technischer Sicht eine zu- kunftsfähige Alternative zu fossilem Diesel darstellen und dass die Staatsbetriebe ihre Vorbildfunktion bei der Verwendung klimafreundlicher Antriebsenergien wahrnehmen, wenngleich die vollständige Umstellung bei der LfL, der LWG, der LWF und dem TFZ noch nicht abgeschlossen ist. Für die Etablierung erneuerbarer Antriebssysteme in der landwirt- schaftlichen Praxis müssen jedoch noch Hürden bei der Verfügbarkeit, Logistik und Qua- lität alternativer Kraftstoffe, der Wettbewerbsfähigkeit sowie dem Marktangebot an Neu- maschinen mit Herstellerfreigaben überwunden werden. In the project, the Bavarian institutions BaySG, LfL, LWG, LWF, and TFZ were supported in converting their mobile machines and equipment for agriculture and forestry to climate- friendly drives. At the end of the project, 83 percent of the total 301 machines were oper- ating with renewable drive energies. This led to a significant reduction in greenhouse gas emissions, which alone at BaySG, the institution with the largest fleet of 223 vehicles, amounts to more than 1,100 tons of CO2 equivalents per year in 2024. Intensive monitoring of 27 selected agricultural and forestry machines powered by rape- seed oil fuel (P100), biodiesel (B100), or paraffinic diesel fuel (HVO), as well as six electric vehicles, demonstrated their practical suitability over a total of 120,000 hours. Long-term tests of up to 15 years per machine show that the use of biofuels has not resulted in any disadvantages regarding efficiency and durability. For example, measurements on a rape- seed oil tractor showed constant engine performance even after more than 11,000 oper- ating hours. The conversion of 184 existing BaySG machines to HVO proceeded without issues in about 90 percent of the vehicles. Only older machines occasionally experienced leaks or faulty fuel gauge readings. Despite existing standards, all tested fuel types (in- cluding fossil diesel) repeatedly exceeded limit values, which impaired machine operation. Therefore, careful quality assurance is crucial for trouble-free operation and operator ac- ceptance. Exhaust emissions when using P100, B100, and HVO were low on the tractor test bench and comparable to those of diesel fuel. Furthermore, emissions in real field operation (PEMS measurements) with biofuels were low and depended more on the load profile than on the fuel type. In summary, biofuels represent a technically viable alternative to fossil diesel, and the state institutions fulfil their role model function in using climate-friendly drive energies, although the complete conversion at LfL, LWG, LWF, and TFZ is not yet finished. However, to es- tablish renewable drive systems in agricultural practice, hurdles regarding availability, lo- gistics, and quality of alternative fuels, competitiveness, and the market supply of new machines with manufacturer approvals still need to be overcome.