Blick in die Zukunft: Alternative Antriebsformen zum Agrardiesel

Die Bauerndemonstrationen sind überall sichtbar. Deutsche Landwirte demonstrieren u.a. um die Steuerrückerstattung beim Agrardiesel zu erhalten. Dazu vier Fakten:

Zum jetzigen Zeitpunkt ist der Diesel die meistgenutzte Antriebsform der landwirtschaftlichen Maschinen.
Bisher gibt es (noch) kaum alternative Antriebsstoffe in der Praxis.
Landwirte können kurzfristig kaum Diesel einsparen: Die Aussaat und Ernte müssen erfolgen. Tiere müssen versorgt werden. Landmaschinen und Futtermischwagen müssen also ihre Stunden auf den Betrieben leisten.
Besonders Betriebe, die als Biobetriebe zertifiziert sind, verzeichnen einen erhöhten Dieselverbrauch, bedingt durch einen höheren Einsatz mechanischer Arbeitsstunden pro Hektar Ackerfläche aufgrund reduzierter Verwendung von Pflanzenschutzmitteln.

Doch wir schauen lösungsorientiert in die Zukunft: Welche alternativen Antriebsformen es in der Landwirtschaft geben könnte, haben wir in diesem Beitrag zusammengefasst.

Biomethan als alternative Antriebsform

Biomethan dient als Ersatz für Erdgas und ermöglicht es Fahrzeugen, die auf Erdgas-Antrieb, komprimiertem Erdgas-Antrieb (CNG) oder flüssigem Erdgas-Antrieb (LNG) umgerüstet wurden, umweltfreundlich zu operieren.

Wie Biomethan in der Biogasanlage entsteht, haben wir bereits in unserem Blogbeitrag „Wie klimaschädlich ist die Landwirtschaft wirklich?“ genauer erklärt.

Im Klimabilanzvergleich der alternativen Antriebsformen zeigt sich, dass sämtliche Varianten eine positive Bilanz aufweisen. Sieht man sich die Klimabilanz eines Mittelklassewagens, mit 182.000 km Fahrleistung von 2019 bis 2030, an, stellt man fest, dass Biomethan als Antrieb die niedrigsten Werte aufzeigt. Insgesamt können bis zu 90 Prozent der CO2-Emissionen durch Biomethan als Kraftstoff eingespart werden.

Eine Herausforderung bei der Nutzung von Biomethan als Antriebsform stellt die Speicherung des gasförmigen Kraftstoffes im Traktor dar. Denn mit einem CNG-Traktor kann man bisher pro Liter Tankvolumen eine geringere Strecke als mit einem Dieseltraktor fahren.

Zudem muss, damit die Anschaffung eines Biomethan-Traktors sinnvoll ist, auf dem landwirtschaftlichen Betrieb oder in der Nähe eine entsprechende Tankstelle vorhanden sein.

Die Herausforderungen und Potenziale elektrischer Antriebe als alternative Antriebsform in der Landwirtschaft

Batterieelektrische Antriebe haben in den letzten Jahren im Personenverkehr einen beachtlichen Aufschwung erlebt und sich als praktische Alternative zum Verbrennungsmotor bewährt. Auch in der Landwirtschaft zeichnet sich ihr Potenzial ab, besonders bei kleineren Maschinen wie Traktoren für hofnahe Arbeiten oder leichte Feldarbeiten sowie im kommunalen Einsatz. Hier bieten sie eine umweltfreundliche Option.

Herausforderungen bei elektrischen Antriebsformen

Allerdings stoßen batterieelektrische Antriebe bei größeren und leistungsstarken Maschinen noch an ihre Grenzen. Insbesondere Traktoren, die landwirtschaftliche Geräte über die Äcker ziehen und lange Arbeitszeiten haben, benötigen eine hohe Energiemenge für eine effiziente Leistung. Eine Batterie mit ausreichender Kapazität würde jedoch zu einem beträchtlichen Zusatzgewicht führen, was wiederum die Bodenverdichtung während der Feldarbeit verstärken würde, und damit langfristige Schäden verursachen könnte.

Trotz dieser Hürde gibt es Fortschritte in der Entwicklung, vor allem im Bereich kleinerer und mittlerer Traktoren, wie sie in der Stadtbildpflege oder bei Hofarbeiten eingesetzt werden. Ein von manchen Herstellern erprobter Ansatz besteht darin, Traktoren mit austauschbaren Akkus auszustatten, was potenziell ihre Einsatzmöglichkeiten verbessern könnte.

Die Vor- und Nachteile von Wasserstoff als alternative Antriebsform

Während Wasserstoff mit Brennstoffzellen als alternative Antriebsform bereits in anderen Bereichen genutzt wird, ist sein Einsatz in der Landwirtschaft derzeit gering. Dies hat verschiedene Gründe, auf die wir im Folgenden eingehen.

Wie wird Wasserstoff als Antrieb genutzt?

Technisch betrachtet gibt es zwei Möglichkeiten, Wasserstoff als Antrieb zu nutzen. Eine Methode ähnelt dem Prinzip herkömmlicher Verbrennungsmotoren. Anstatt Benzin oder Diesel wird hier Wasserstoff im Kolben verbrannt. Treffen Wasserstoff und Sauerstoff aufeinander, reagieren sie unter Freisetzung von Energie zu Wasser. Die andere Methode ist die sogenannte kalte Verbrennung in einer Brennstoffzelle. Bei dieser Methode fließen Wasserstoff und Luftsauerstoff getrennt voneinander entlang einer speziellen Kunststoffmembran. Durch diese können nur die positiv geladenen Protonen (der Atomkern) des Wasserstoffs gelangen (= semipermeable Membran). Aufgrund einer Ladungsverschiebung entsteht ein Spannungsgradient (Ladungsunterschied), da die positiven Protonen durch die Membran zu dem Sauerstoff wandern, jedoch die Elektronen davon getrennt auf der anderen Seite der Membran verbleiben. Dieser Ladungsunterschied ruft eine elektrische Spannung hervor, die den Antrieb eines Elektromotors ermöglicht.

Vorteile von Wasserstoffantrieben

Wasserstoff als Treibstoff für landwirtschaftliche Fahrzeuge wird in Betracht gezogen, da er kohlenstofffrei ist und somit keine klimaschädlichen CO2-Emissionen verursacht.

Bisherige Hindernisse des Wasserstoffantriebes

Eines der Hauptprobleme liegt in der Infrastruktur und Logistik. Der Bau von Wasserstofftankstellen ist im Vergleich zu herkömmlichen Dieseltankstellen extrem teuer, und die Lieferung von Wasserstoff zum Hof wäre deutlich aufwendiger als die Stromversorgung aus der Steckdose. Die Investitionen für einen Landwirtschaftsbetrieb könnten derzeit rund 800.000 Euro betragen. Zudem stellt der Wasserstoffantrieb erhöhte Ansprüche an den Tank, besonders im Vergleich zum Diesel.

Diese erhöhten Anforderungen ergeben sich unter anderem daraus, dass Wasserstoff unter Normalbedingungen ein Gas ist, das nur unter hohem Druck oder bei sehr niedrigen Temperaturen gelagert und transportiert werden kann.

Darüber hinaus fungiert Wasserstoff lediglich als Energieträger ähnlich einer Batterie. Denn anders als beim Diesel muss Wasserstoff erst erzeugt werden. Hierfür muss ein Energiebetrag aufgewendet werden, der vorher, um als CO2-neutral zu gelten, erst klimaneutral erzeugt werden muss.

Traktoren mit alternativen Antriebsformen in der Tierhaltung

In der Tierhaltung spielen Traktoren eine entscheidende Rolle bei der Versorgung der Tiere, der Pflege von Weiden und der Ernte von Futtermitteln.

Elektrotraktoren beispielsweise bieten eine vielversprechende Option für hofnahe Arbeiten oder leichte Feldarbeiten. Mit ihrer geräuscharmen Betriebsweise und ihrer Emissionsfreiheit können sie besonders im Stall und in Stallnähe eingesetzt werden, ohne die Tiere zu stören.

Darüber hinaus könnten Traktoren mit Methanantrieb eine interessante Alternative darstellen. Biomethan bietet eine kohlenstoffarme Lösung, die den CO2-Fußabdruck der Landwirtschaft reduzieren kann. Durch die Nutzung von Biomethan als Treibstoff können Betriebe nicht nur ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern, sondern auch einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft leisten, indem sie die Gülle und den Mist der Tiere zur Energiegewinnung nutzen.

#fazit:

Es gibt neben dem Diesel verschiedenste Antriebsmöglichkeiten für Motoren. Auch in der Landwirtschaft wird an den alternativen Antriebsformen geforscht. So haben manche Hersteller von landwirtschaftlichen Maschinen bereits Elektrotraktoren, Traktoren mit Methanantrieb und Wasserstofftraktoren in ihr Sortiment aufgenommen. Jedoch sieht man diese Traktoren bisher nur vereinzelt in der Praxis. Dies hängt mit der bisher zu geringen Leistung der Traktoren, dem zu hohen Gewicht der Traktoren und dem teuren Umbau der Hof-Tankstelle zusammen. Es bleibt abzuwarten, wie sich diese Entwicklungen in den kommenden Jahren weiterentwickeln werden und welchen Beitrag sie zur Zukunft der Landwirtschaft leisten können.

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