Wie Wissenschaft und Technik gemeinsam für einen nachhaltigeren Straßenbau sorgen

Asphaltmischanlage erfolgreich für die Nutzung von grünem Wasserstoff umgerüstet

Der sinnvolle Vorbehalt hierbei besteht darin, dass nachhaltige Praktiken gefunden werden müssen, die mit dem Ziel der Umsatzsteigerung im Einklang stehen.

Für den Straßenbausektor erfordert dieser Wandel eine Verbesserung der Produktions- und Maschinenbetriebsprozesse.

Es liegt auf der Hand, dass bei der Entwicklung der nächsten Maschinengeneration ein starker Fokus auf ihre Klimaauswirkungen gelegt wird – einschließlich der Lebenszyklus-Emissionen des aktuellen und zukünftigen Maschinenbetriebs.

Zu diesem Zweck entwickeln Straßenbaumaschinenhersteller Maschinen und Anlagen, die mit nicht-fossilen oder klimaneutralen Kraftstoffen betrieben werden können.

Darüber hinaus ermöglicht die Bordtechnologie dieser Maschinen eine Prozessoptimierung, die zu einer weiteren Reduzierung der Emissionen führt.

Das Wissen, um Veränderungen voranzutreiben

Anja Gronschel-Raths, Kommunikationsexpertin bei der Wirtgen Group, und Dr. Markus Bach, leitender Ingenieur für Antriebsstrangtechnologie, haben kürzlich einige der Arbeiten vorgestellt, die das Unternehmen zu den Scope-3-Emissionen durchgeführt hat. Gronschel-Raths sagt: „In vielen Ländern wurden Emissionsvorschriften auf sehr unterschiedlichem Niveau eingeführt, aber es gibt auch immer noch Regionen, in denen es überhaupt keine Vorschriften gibt.“

Kommunikationsexpertin der Wirtgen Group, Anja Gronschel-Raths

„Wir haben die Auswirkungen dieser Regulierungen in den letzten zweieinhalb Jahrzehnten untersucht und können feststellen, dass sie im Allgemeinen einen stark positiven Effekt hatten.“

„Die NOx-Emissionen und der Partikelausstoß beispielsweise konnten deutlich reduziert werden. Damit steht die nächste große Herausforderung bevor, nämlich die Reduzierung der CO₂e-Emissionen, die vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen.“

Messbare Ziele definieren

Die Wirtgen Group hat sich ehrgeizige Ziele zur Reduzierung der CO₂e-Emissionen (Kohlendioxidäquivalent) bis 2030 gesetzt.

Das Unternehmen möchte seine Scope-1- und Scope-2-Emissionen um 50 % und seine Scope-3-Emissionen um 30 % reduzieren. Dabei handelt es sich hauptsächlich um betriebsbedingte Maschinenemissionen. Und dies wird den Kunden direkt dabei helfen, ihre Scope-1-Emissionen zu reduzieren. Praktisch hat die Gruppe die Herausforderung in drei Teile unterteilt:

• Operationen
• Maschinen und Ausrüstung
• Produktionssysteme der Kunden

Viele der neuen Funktionen der Vögele Fertiger der Dash 5-Serie sind auf reduzierte Emissionen ausgelegt

Innerhalb dieser Elemente hat die Wirtgen Group die Entwicklung fortschrittlicher Antriebstechnologie als einen der wichtigsten Hebel zur Reduzierung der Maschinenemissionen identifiziert.

Gronschel-Raths sagt: „Unsere konventionellen Antriebsstränge nutzen bereits effiziente Komponenten und Betriebsarten sowie intelligente Steuerungssysteme, die den Bedienern dabei helfen, die Maschine effizient zu nutzen.

„Damit wurde der Grundstein für unsere Forschungen zu alternativen Kraftstoffen und Null-Emissionen gelegt, bei denen der Energieträger selbst ein Mittel zur Reduzierung der CO₂e-Emissionen ist.“

Diesel und was danach kommt

Zu diesem Thema weist Dr. Markus Bach darauf hin, dass das Wachstum bei elektrifizierten Antriebssträngen zwar beeindruckend sei, der traditionelle Verbrennungsmotor jedoch auch in den kommenden Jahren ein fester Bestandteil des Straßenbaus bleiben werde.

Er betont jedoch, dass es im Verbrennungsmotorensektor zahlreiche Möglichkeiten zur Reduzierung der CO₂e-Emissionen gibt.

Dr. Markus Bach, leitender Ingenieur für Antriebsstrangtechnologie bei der Wirtgen Group

„Für Verbrennungsmotoren“, sagt er, „können verschiedene Energieträger verwendet werden, darunter fossilfreier erneuerbarer Diesel. Alternative Kraftstoffe wie HVO100 sind verfügbar und könnten bis zu einem gewissen Grad oder in bestimmten Märkten Standarddiesel ersetzen.“

„HVO scheint eine naheliegende Wahl zu sein, aber es handelt sich dabei immer noch um einen kohlenstoffbasierten, wenn auch nicht fossilen Kraftstoff, der verbrannt wird. Auch die Versorgung könnte in Zukunft ein Problem werden, da es nicht genug davon gibt, um den gesamten fossilen Diesel zu ersetzen.“

Dr. Bach bringt Wasserstoffverbrennungsmotoren ins Gespräch und sagt, dass diese zwar einen Schritt weiter in Richtung eines kohlenstofffreien Energieträgers gingen, es jedoch unklar sei, wann sie in Stückzahlen in Serie produziert werden würden, die die Maschinenemissionen der Branche signifikant beeinflussen könnten.

Anders sieht es jedoch bei der Elektrifizierung aus. Dr. Bach weist auf den hohen Entwicklungsstand in diesem Bereich hin, der insbesondere durch die Verschärfung der Emissionsvorschriften und die daraus resultierende Schaffung lokaler emissionsfreier Zonen in einigen Städten beschleunigt wurde. Die Antwort darauf sind batteriebetriebene Maschinen.

Insgesamt schätzt er das Potenzial zur CO₂e-Reduktion als „immens“ ein, weist aber darauf hin, dass „das Verständnis des tatsächlichen Energiebedarfs bei einer reduzierten Energiedichte von entscheidender Bedeutung wird“.

Die Landschaft für Antriebsstränge in der Bauindustrie ist vielfältig

Dr. Bach ist der Ansicht, dass sich HVO am besten für Anwendungen mit hoher Leistung und hohem Energieverbrauch eignet und als Drop-in-Lösung für vorhandene Maschinen eingesetzt werden kann, während batterieelektrische Antriebsstränge eher für Geräte in niedrigeren Leistungsklassen geeignet sind.

Mit der Markteinführung neuer, „saubererer“ Maschinen ist deutlich geworden, dass Umweltziele untrennbar mit technologischen Innovationen verbunden sind. OEMs im Straßenbau wie Wirtgen, Vögele, Hamm, Kleemann und Benninghoven nutzen zunehmend digitale Technologien zur Reduzierung der Emissionen.

Keine Transformation ohne Technologie

Die Philosophie „weniger Verbrauch – weniger Emissionen – weniger Kosten“ hat Vögele bei der Entwicklung seiner Straßenfertiger der Premium Line konsequent umgesetzt.

Batterieelektrische Hamm-Walzen für lokal emissionsfreie Verdichtung

Im Rahmen dieser Philosophie integriert das EcoPlus-Paket zur Emissionsreduzierung Technologien, die den Kraftstoffverbrauch und den Geräuschpegel deutlich senken und so Kraftstoffeinsparungen von bis zu 25 % ermöglichen.

Hamm entwickelt bereits seit vielen Jahren kraftstoffeffiziente Technologien und hat in jüngster Zeit einen größeren Schwerpunkt auf die Entwicklung elektrifizierter Tandemwalzen und Hybridlösungen gelegt.

So reduziert beispielsweise die Power Hybrid Walze der HD+ Serie des Unternehmens den Kraftstoffverbrauch um etwa 15 %, bei gleicher Verdichtungsleistung wie herkömmliche Maschinen.

Darüber hinaus verfügen die batterieelektrischen Tandemwalzen HD 10e – HD 12e über dieselbe Verdichtungsleistung wie ihre Pendants mit Verbrennungsmotor und sind dabei lokal emissionsfrei. Die Batterie liefert genug Energie für einen typischen Arbeitstag.

Wirtgen hat unterdessen das vollintegrierte Maschinensteuerungssystem Mill Assist entwickelt. Mill Assist ist darauf ausgelegt, den Fräsprozess zu automatisieren und die Leistung zu steigern, während gleichzeitig Verbrauch und Emissionen gesenkt und damit die Umweltbelastung minimiert werden.

Der ECO-Modus des Systems optimiert die Maschinenleistung unter ökologischen Gesichtspunkten und reduziert den Diesel- und Wasserverbrauch sowie die CO₂e-Emissionen.

Laut Wirtgen können durch den Einsatz der neuen Maschinengeneration und der unternehmenseigenen Mill Assist-Technologie (ECO-Modus) 20 % CO2 eingespart werden.

Nachhaltigkeit ist auch in der DNA der Brech- und Siebanlagen von Kleemann verankert, wie die jüngsten Modelle mit Elektroantrieb und geringem Kraftstoffverbrauch zeigen.

Das Unternehmen gibt an, dass es im Rahmen seines Entwicklungsprozesses nun der Effizienz und der Umweltverantwortung entlang der gesamten Wertschöpfungskette höchste Priorität einräumt.

Durch den niedrigen Kraftstoffverbrauch sowie die wirksame Lärm- und Staubreduzierung bietet Kleemann seinen Kunden nach eigenen Angaben sowohl ökonomisch als auch ökologisch vorteilhafte Lösungen.

Auch der Hersteller von Asphaltmischanlagen Benninghoven stellt sich der Nachhaltigkeitsherausforderung: Mit der Einführung der neuen Brennergeneration ist die erste mit grünem Wasserstoff betriebene Mischanlage in Betrieb genommen, die frei von CO₂e-Emissionen ist.

Der neue Brenner verfügt über eine einzigartige intelligente Steuerung. Sowohl neue Anlagen als auch bestehende Asphaltmischanlagen können mit der fortschrittlichen Brennertechnologie ausgestattet werden.

Darüber hinaus bietet Benninghoven technologische Lösungen an, die mit seiner Heißgasgeneratortechnologie die Verwendung von bis zu 100 % RAP (Recycling-Asphaltbelag) ermöglichen.

Gemeinsam grüner wachsen

Diese Initiativen unterstreichen die gemeinsamen Bemühungen der Straßenbaubranche, umweltfreundlichere Verfahren einzuführen, ohne dabei Kompromisse bei der Leistung einzugehen.

Allerdings ist die Lösung des Emissionsproblems komplex und diese Komplexität führt zu Zögern bei Bauunternehmen, die zwar wirklich „grüner“ werden wollen, aber die damit verbundenen Risiken für das Endergebnis fürchten.

Markus Bach betont den technologieoffenen Ansatz der Wirtgen Group, der dafür sorgt, dass auch für zukünftige Maschinen und Geräte optimale Lösungen gefunden werden, die den Kunden dabei helfen, ihre CO₂e-Emissionen zu reduzieren.

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Dieser Artikel wurde vom Content Studio von KHL in Zusammenarbeit mit Experten der Wirtgen Group erstellt.

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Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung der Wirtgen Group