Die Herausforderung: Emissionen in der Bauindustrie
Die Bauindustrie steht vor einer enormen Herausforderung: Sie verursacht weltweit rund 39 % der energiebezogenen CO₂-Emissionen (Global Alliance for Buildings and Construction, 2021). Traditionelle Baumaschinen werden meist von Dieselmotoren angetrieben, die nicht nur Kohlendioxid, sondern auch Stickoxide und Feinstaub ausstoßen. Angesichts verschärfter Umweltauflagen und des Klimawandels steigt der Druck auf Hersteller und Betreiber, nachhaltige Alternativen zu entwickeln.
Elektrische Antriebe sind für kleinere Maschinen bereits etabliert, stoßen jedoch bei großen Baufahrzeugen mit hohem Energiebedarf an ihre Grenzen. Die langen Ladezeiten und das hohe Gewicht der Batterien machen sie für viele Anwendungen unpraktisch (IEA, 2022). Zudem fehlt es vielerorts an der notwendigen Ladeinfrastruktur, insbesondere auf Baustellen in abgelegenen Gebieten.
Die Lösung: JCBs Wasserstoff-Verbrennungsmotor
In diesem Kontext hat JCB eine innovative Alternative entwickelt: einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor. Im Gegensatz zu Brennstoffzellen, die Wasserstoff in elektrische Energie umwandeln, setzt JCB auf die direkte Verbrennung von Wasserstoff in modifizierten Verbrennungsmotoren. Diese Technologie ermöglicht es, die bestehende Motorentechnologie zu nutzen und gleichzeitig die CO₂-Emissionen auf null zu reduzieren (JCB, 2023).
Ein Team von 150 Ingenieuren arbeitete über drei Jahre hinweg an diesem Projekt, in das JCB rund 122 Millionen US-Dollar investierte. Das Ergebnis ist ein Motor, der die gleiche Leistung und Effizienz wie herkömmliche Dieselmotoren bietet, jedoch ohne CO₂-Emissionen. Stattdessen entsteht bei der Verbrennung von Wasserstoff lediglich Wasserdampf (JCB, 2023).
Die niederländische Fahrzeugbehörde RDW war die erste, die eine offizielle Zertifizierung für den Motor ausstellte. Es folgten Zulassungen in weiteren Ländern, darunter Großbritannien, Deutschland, Frankreich, Spanien, Belgien, Polen, Finnland, die Schweiz und Liechtenstein. Diese formelle Typgenehmigung ebnet den Weg für den Verkauf und Einsatz von Wasserstoffmotoren in ganz Europa (Top Agrar, 2024).
Die Entstehung des Projekts
JCB, gegründet 1945 von Joseph Cyril Bamford, ist ein familiengeführtes Unternehmen mit Sitz in Rocester, Staffordshire, England. Heute zählt es zu den weltweit führenden Herstellern von Bau- und Landmaschinen. Unter der Leitung von Anthony Bamford, dem Sohn des Gründers, hat sich JCB stets durch Innovationskraft und Pioniergeist ausgezeichnet (JCB, 2023).
Die Idee zur Entwicklung eines Wasserstoff-Verbrennungsmotors entstand aus der Erkenntnis heraus, dass bestehende alternative Antriebstechnologien, wie etwa Batterien oder Brennstoffzellen, für den Einsatz in schweren Maschinen oft unpraktisch oder unwirtschaftlich sind. Lord Bamford forderte sein Ingenieurteam daher auf, eine Lösung zu finden, die auf der bewährten Verbrennungstechnologie basiert, jedoch ohne CO₂-Emissionen auskommt. So wurde der Wasserstoffmotor geboren (JCB, 2023).
Ein entscheidender Vorteil dieser Technologie liegt in der Nutzung vorhandener Komponenten und Lieferketten. Da der Wasserstoffmotor auf der bestehenden Dieselmotortechnologie basiert, können viele der bereits etablierten Fertigungsprozesse und Zulieferer weiterhin genutzt werden. Zudem benötigt der Motor keine seltenen Erden, was ihn nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch kosteneffizienter macht (Landwirt Media, 2024).
Erfolgreiche Umsetzung und Ausblick
Bereits während der Entwicklungsphase wurden über 50 Prototypen des Wasserstoffmotors produziert und in verschiedenen Maschinen, darunter Baggerlader und Teleskoplader, getestet. Die praktischen Erprobungen auf Baustellen verliefen erfolgreich und bestätigten die Praxistauglichkeit der Technologie (JCB, 2023).
Ein anschauliches Beispiel für den Erfolg der Technologie ist der Einsatz des Wasserstoffmotors in einem JCB-Baggerlader. Dieser konnte alle Aufgaben seines dieselbetriebenen Pendants ausführen, jedoch ohne CO₂-Emissionen. Die Betankung mit Wasserstoff erfolgte dabei über eine von JCB entwickelte mobile Wasserstoff-Betankungsanlage, die den Transport und die Lagerung von Wasserstoff auf der Baustelle erleichtert (Top Agrar, 2024).
Mit der erteilten Zulassung in elf europäischen Ländern ist der Weg für den kommerziellen Einsatz des Wasserstoffmotors geebnet. JCB plant, die Produktion weiter hochzufahren und die Technologie in weiteren Maschinenmodellen zu integrieren. Zudem sollen die Zulassungen in weiteren Ländern folgen, um den internationalen Einsatz zu ermöglichen (Landwirt Media, 2024).
Die Entwicklung des Wasserstoff-Verbrennungsmotors durch JCB zeigt eindrucksvoll, wie traditionelle Technologien durch innovative Ansätze nachhaltig und zukunftsfähig gemacht werden können. Es bleibt spannend zu beobachten, wie sich diese Technologie in der Praxis bewährt und welchen Einfluss sie auf die zukünftige Gestaltung der Bau- und Landmaschinen haben wird.
Quellen
- Global Alliance for Buildings and Construction (2021). „2021 Global Status Report for Buildings and Construction.“ Verfügbar unter: https://globalabc.org/resources/publications/2021-global-status-report-buildings-and-construction
- International Energy Agency (IEA) (2022). „The Future of Hydrogen.“ Verfügbar unter: https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
- JCB (2023). „JCB Hydrogen World First Makes International Debut.“ Verfügbar unter: https://www.jcb.com/de-de/news/2023/01/jcb-hydrogen-world-first-makes-international-debut
- Landwirt Media (2024). „JCB Wasserstoff-Verbrennungsmotor erhält Zulassung in Europa.“ Verfügbar unter: https://landwirt-media.com/jcb-wasserstoff-verbrennungsmotor-erhaelt-zulassung-in-europa/
- Top Agrar (2024). „Kraftfahrtbundesamt lässt JCB Wasserstoff-Verbrennungsmotor zu.“ Verfügbar unter: https://www.topagrar.com/technik/news/kraftfahrtbundesamt-lasst-jcb-wasserstoff-verbrennungsmotor-zu-c-20010671.html
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