Potenziale und Herausforderungen wasserstoffbetriebener Baumaschinen

Die Notwendigkeit für den Einsatz alternativer Antriebstechnologien beruht auf dem konstant hohen Niveau an CO2-Emissionen, welche durch mobile Arbeitsmaschinen erzeugt werden. Getrieben durch die Abgasgesetzgebung für mobile Maschinen und Geräte der EU konnten die Stickoxid- und Partikelemissionen seit 1980 bis heute drastisch verringert werden. Dagegen konnten die CO2-Emissionen bisher nicht nennenswert gesenkt werden. Am Beispiel des Forschungsvorhabens „Hydrogen2Hydraulics“ wird gezeigt, wie eine Baumaschine lokal emissionsfrei betrieben werden kann. Ziel ist die Entwicklung eines Powerpacks auf Wasserstoff-Brennstoffzellenbasis zum Erzeugen hydraulischer Leistung. Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle wandelt Wasserstoff und Sauerstoff unter Bildung von Wasser und Wärme in elektrische Energie. Am Beispiel einer semistationären Betonpumpe mit einer Systemleistung von 50 kW wird gezeigt, dass eine konventionelle, mit Diesel betriebene Baumaschine nicht ohne Einschränkung auf Wasserstoff umgerüstet werden kann. Die wesentlichen Hindernisse hierfür sind die rund 10-fach geringere volumetrische Energiedichte von gasförmigem, komprimiertem Wasserstoff und das Kühlsystem, das zum Abführen der Wärmeenergie benötigt wird. Für die Auslegung und Bewertung von Maschinen gilt, dass die Umrüstung auf Wasserstofftechnik für jede Anwendung neu angepasst werden muss.