Effiziente Landwirtschaft: Chancen und Hürden bei alternativen Antrieben

Um umweltverträglicher zu wirtschaften, muss auch die Landwirtschaft umdenken. Wenn der CO₂-Ausstoß effektiv reduziert werden soll, müssen wir alle Möglichkeiten alternativer Antriebe in Erwägung ziehen – vor allem bei der Frage, welche Technologien wir für zukunftsfähig halten.

Als Landmaschinenhersteller gehört es zu den Zielen von CLAAS, effiziente und umweltverträgliche Lösungen zu schaffen – denn Landwirtschaft funktioniert nur im Einklang mit der Natur. Gleichzeitig legen wir Wert darauf, die Balance zu halten und den Kostendruck der Landwirte ernst zu nehmen. Aus diesem Grund wägen wir ständig ab, welche Innovationen praktikabel, klimafreundlich und finanziell umsetzbar sind.

Laut dem Umweltbundesamt machte die „mobile und stationäre Verbrennung“, zu der auch die Emissionen von Landmaschinen zählen, 2021 ein Zehntel der von der Landwirtschaft ausgestoßenen Treibhausgase aus. Das entspricht rund 0,9% der gesamten Emissionen in Deutschland. Auch wenn der Anteil gering wirkt, wägen wir bei CLAAS technologieoffen alle Möglichkeiten ab, um ihn weiter zu senken. Dabei stehen vor allem drei alternative Antriebe zur Debatte: batterieelektrische Lösungen, Wasserstoffantriebe und umweltverträgliche Flüssigkraftstoffe. Wir zeigen, welche Vor- und Nachteile die drei Ansätze haben und für welche Anwendungsszenarien sie geeignet sind.

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Batterieelektrische Antriebe haben sich im Personenverkehr inzwischen etabliert und sich für den alltäglichen Bedarf als brauchbare Alternative zum Verbrennungsmotor erwiesen. Auch in der Landwirtschaft gibt es Bereiche, für die ein batterieelektrischer Antrieb sinnvoll ist, beispielsweise für kleine Traktoren. Wenn es um hofnahe Anwendungen, leichte Feldarbeiten oder kommunalen Einsatz geht, wird eine batterieelektrische Maschine den praktischen Ansprüchen gerecht. Für größere und leistungsstarke Maschinen ist der Einsatz von Elektromotoren derzeit allerdings noch nicht denkbar. Sie benötigen eine höhere Zugleistung oder der Motor muss neben dem Fahrzeug auch weitere Komponenten antreiben, etwa das Dreschwerk bei einem Mähdrescher. Um diese Aufgaben zu erfüllen, wäre eine sehr große und damit schwere Batterie notwendig. Bei einem Traktor mit 135 kW Leistung würde die Batterie bei einer elektrifizierten Alternative beispielsweise zehnmal so viel wiegen wie der herkömmliche Motor mit Dieseltank. Das Ergebnis: Die Maschine wäre zu schwer und würde langfristige Bodenschäden verursachen, indem der befahrene Untergrund während der Feldarbeit verdichtet wird. Eine reduzierte Batteriekapazität mit akzeptablem Zusatzgewicht würde keine praxistaugliche Reichweite erlauben.

Die Geschwindigkeit der technologischen Entwicklung sollte allerdings nicht unterschätzt werden. Insbesondere die Batteriekapazitäten und die Ladegeschwindigkeit wurden in den letzten Jahren immer besser. Die hohen Investitionskosten für Batterien und Ladeinfrastruktur werden die Verbreitung in der Praxis zwar zunächst hemmen, durch finanzielle Anreize und die Verwendung von günstigem, selbst produzierten Strom, kann sich die Investition über mehrere Jahre aber rechnen. Aktuell müsste ein Landwirt 40.000 Euro in eine eigene Ladeinfrastruktur investieren.

Aktuell ist der Einsatz von Wasserstoff mit Brennstoffzellen als alternativer Antrieb in der Landwirtschaft unrealistisch. Landmaschinen benötigen viel Leistung in kurzer Zeit – darauf ist eine Brennstoffzelle nicht ausgelegt. Möglich wäre künftig aber der Einsatz von Wasserstoffverbrennungsmotoren. Anders als ein elektrischer Antrieb hätte das den Vorteil, dass der bisherige Antriebsstrang der Landmaschinen im Wesentlichen beibehalten werden könnte, auch wenn natürlich ein anderer Motor eingebaut werden müsste. Allerdings erfordert die Mitnahme von Wasserstoff das zehnfache Tankvolumen im Vergleich zum bisherigen Aufbau – oder häufige Tankvorgänge. Der zusätzliche Bauraum würde die aktuelle Maschinenarchitektur komplett verändern. Weitere Herausforderungen liegen in der Infrastruktur und der Logistik: Der Bau einer eigenen Wasserstofftankstelle ist im Vergleich zu einer Dieseltankstelle extrem teuer. Aktuell müsste ein Landwirtschaftsbetrieb rund 800.000 Euro investieren. Zudem müsste Wasserstoff, im Gegensatz zu Strom aus der Steckdose, sehr häufig zum Hof geliefert werden.

Die aussichtsreichste Antriebstechnologie sind die sogenannten Drop-in-Fuels. Der Begriff leitet sich von dem Vorteil ab, dass für ihren Einsatz kein Umbau am Fahrzeug notwendig ist. Für ihre Herstellung werden beispielsweise biologische Abfälle und Öle verwendet, so wie beim Kraftstoff HVO. Ein weiterer Drop-in-Kraftstoff ist das E-Fuel, das mithilfe von Strom aus Wasser und CO₂ hergestellt wird. Zwar wird bei der Verwendung von Drop-in-Fuels, ebenso wie bei herkömmlichem Diesel, CO₂ freigesetzt – bei ihrer Herstellung wird der Umwelt gleichzeitig aber dieselbe Menge CO₂ entnommen. Sie sind also CO₂-neutral. Zudem wäre der Umstieg auf HVO im direkten Vergleich der mit Abstand günstigste und zugleich effektivste, da auch die Bestandsflotte davon profitieren würde. Ein durchschnittlicher Landwirtschaftsbetrieb müsste nur rund 8.000 Euro in einen Kraftstoffspeicher investieren.

HVO ist bereits in der Theorie verfügbar und bis Ende 2023 wird CLAAS die meisten seiner Maschinen für die Nutzung freigegeben haben – allerdings darf die nachhaltige Diesel-Alternative in Deutschland bisher nicht an Tankstellen vertrieben werden. E-Fuels werden erst ab circa 2030 in ausreichender Menge verfügbar sein. Ein weiterer umweltverträglicher Flüssigkraftstoff ist der bereits verfügbare und eingesetzte Bio-Diesel. Für seine Nutzung wären allerdings Umbauten an den Maschinen notwendig, zudem sind Handhabung und Lagerung kompliziert.

Die gute Nachricht: Es gibt viele verschiedene Ansätze, mit denen die Landwirtschaft auch schon in naher Zukunft CO2-neutral werden kann. Einige Technologien dafür gibt es bereits heute, andere sind auf einem guten Weg, auch in der Landwirtschaft nutzbar zu werden. Die wichtigste Grundvoraussetzung für eine umweltverträgliche Zukunft ist Technologieoffenheit. Denn ein so komplexer Wirtschaftssektor wie die Landwirtschaft mit unterschiedlichsten Anforderungen braucht individuelle Ansätze für jeden Anwendungsbereich. Dazu gehört auch, zunächst den bestehenden Antrieb immer effizienter zu gestalten, woran wir kontinuierlich arbeiten.

Wir bei CLAAS wollen den Betrieb von Landmaschinen über die gesamte Prozesskette effizienter und damit umweltverträglicher gestalten. Neben Überlegungen zu alternativen Antrieben gehören dazu eine gesteigerte Prozesseffizienz mithilfe vernetzter Maschinen, die Optimierung der Bedienung durch smarte Automatisierung und die Steigerung der Maschineneffizienz.