100% Emissionsfreie Betonmischung

Beton ist nach Wasser der am häufigsten verwendete Baustoff der Welt. Unser Bau verarbeitet rund 14 Millionen m³ Beton. Das überrascht nicht, denn Beton ist stabil, bietet einen hohen Isolationswert und ist leicht zu verarbeiten. Aber die Verwendung von Beton führt auch zu einer jährlichen CO₂-Emissionen von etwa 3,5 Megatonnen. Etwa 80 Prozent dieser Emissionen stehen im Zusammenhang mit der Herstellung von Zement, einem der wichtigsten Betonrohstoffe. Und auch der Transport zu den Baustellen ist umweltschädlich. Vor allem dann, wenn noch Euro 3-Dieselmotoren verwendet werden. Die elektrischen Betonmischer-Anhänger von P. van der Velden Lease b.v. bieten eine Lösung für dieses Problem. Jos Leurs Automotive, Top Systems und MG Energy Systems haben das Energiesystem der Betonmischer-Anhänger so erklärt, dass die Trommel den ganzen Tag über emissionsfrei laufen kann.

P. van der Velden Lease b.v. ist eine Leasinggesellschaft für MAN-Lastwagen und andere Nutzfahrzeuge im Besonderen. "Wir vermieten Abrollkipper, Dumper, Betonmischer und andere Varianten für die Bauindustrie", sagt Geschäftsführer Casper van der Velden. "Darüber hinaus sind wir MAN-Servicehändler. Wir übernehmen gerne Wartungen und Reparaturen, damit die hohe Qualität des Fuhrparks erhalten bleibt. Um mit den Trends und Entwicklungen im Bauwesen und in der Gesellschaft Schritt zu halten, entwickeln wir unsere Produkte ständig weiter. Unsere Elektroflotte ist dafür eine gute Visitenkarte."

100% elektrischer Fuhrpark

Der Schritt zur Elektrifizierung wurde bereits 2014 eingeleitet. "Ich bin ein begeisterter Radfahrer", erklärt Van der Velden. "Auf meinem Weg von der Stadt aufs Land kreuzte ich regelmäßig Diesel-LKW. Könnte das nicht anders sein? Gleichzeitig habe ich mir ein Hybridauto gekauft und bin so oft wie möglich elektrisch gefahren. Es folgte ein Elektroauto 100%, und ich war so begeistert davon, dass ich begann, die Möglichkeiten für den Fuhrpark zu erkunden." Zusammen mit einem Partner wurde als erstes Projekt eine Reihe von Terminalbussen elektrifiziert. "Mit einem anderen Partner haben wir auch einen Betonmischer und einen Kranwagen elektrifiziert. Aber wir wollten das auch selbst machen können! Jos Leurs, Inhaber von Jos Leurs Automotive, sah sich veranlasst, dies gemeinsam in Angriff zu nehmen."

Jos Leurs Automotive ist auf den Umbau von Fahrzeugen und Wohnmobilen spezialisiert. Das Unternehmen bietet auch Design und Engineering von Batteriesystemen für Wohnmobile, Schiffe, Maschinen, ESS-Systeme und andere Anwendungen an. Leurs: "Traditionell hat ein Betonmischwagen einen Dieselmotor, der eine Hydraulikpumpe antreibt, um die Trommel des Betonmischers zu drehen. Angesichts der aktuellen Entwicklungen im Bereich Nachhaltigkeit und CO₂-Reduzierung wurde ich gebeten, eine nachhaltige Alternative dafür zu konstruieren, zu entwickeln und zu realisieren. Ziel war es, den Dieselantrieb durch einen Elektroantrieb 100% zu ersetzen, ohne die Steuerung zu verändern. Außerdem muss ein guter Service und eine gute Wartung gewährleistet werden können. Van der Velden: "Unter anderem aus diesem Grund ist das Antriebssystem modular aufgebaut. Wenn eine unerwartete Störung auftritt, kann das gesamte Antriebssystem in 15-30 Minuten demontiert werden."  

Nachts aufladen, tagsüber laufen lassen

Laut Van der Velden war die Entscheidung, vor allem die Betonmischer-Anhänger zu elektrifizieren, eine logische Entscheidung. "Schließlich sind viele dieser Anhänger noch mit Euro 3-Dieselmotoren ausgestattet. Erst seit einem halben Jahr ist die Euro-5-Abgasnorm für neue Anhänger in Kraft getreten. Die meisten Betonmischer-Anhänger sind jedoch noch so umweltschädlich, dass der Gewinn durch die Elektrifizierung enorm ist. Das Energiesystem ist so ausgelegt, dass der Trommelauflieger den ganzen Tag laufen kann, ohne zwischendurch aufgeladen zu werden. Er wird nachts aufgeladen und tagsüber genutzt, ohne dass es Einschränkungen gibt. Leurs: "Um dies zu ermöglichen, haben wir uns vorher über die Überschüsse im Gebrauch klar geworden. Eine Trommel kann maximal 15 m fassen.³ Beton transportieren. Wie viel Leistung sollte das System maximal liefern können, um diese Menge ohne Einschränkungen zu mischen, wie es der Anwender gewohnt ist? Wir haben dann nach einem geeigneten Gleichstrom-Elektromotor und einem entsprechenden Antriebssystem gesucht. Das Stromsystem wurde von Top Systems geliefert, die ein sehr ordentliches Paket aus Batteriemodulen und einem Batteriemanagementsystem (BMS) geschnürt haben. Da alle Komponenten genau aufeinander abgestimmt sind und einwandfrei miteinander kommunizieren, sind optimaler Betrieb und Sicherheit gewährleistet. Ganz im Sinne der aktuellen Anforderungen, sowohl für die Maschine als auch für ihre Nutzer."

Hochspannungsbatteriesystem

Leurs hatte bereits Erfahrung mit den Systemen von Top Systems, die regelmäßig in Wohnmobilen, Wohnwagen, Schiffen und ESS-Systemen eingesetzt werden. "Ich wusste, dass Top Systems auch Hochspannungsbatteriesysteme liefern kann. Am Tisch mit Top Systems und MG Energy Systems erkundeten wir die Möglichkeiten für dieses spezielle Projekt. Ich fertigte eine mechanische Zeichnung des Gehäuses an, für die Top Systems und MG Energy Systems auch ihre Installationsinformationen zur Verfügung stellten. Außerdem gaben sie mir nützliche Tipps und Tricks, anhand derer das System optimiert werden konnte. Auch in Bezug auf die elektrischen Anschlüsse. Ein Inbetriebnahmetechniker von Top Systems überwachte die Inbetriebnahme und kontrollierte die Anlage: Ist alles richtig angeschlossen? Und funktionieren alle Sicherheitseinrichtungen?"

Das Energiesystem ist in einer E-Box auf der Rückseite des Betonmischanhängers eingebaut. "Die Basis des Energiesystems sind 14 MG LFP Lithium-Ionen-Batterien mit einer Kapazität von 7,2 kWh (insgesamt 100,8 kWh)", sagt Ronald van den Berg, Branchenspezialist Bau, Installation und Infrastruktur bei Top Systems. "Die 24-Volt-Batterien sind in Reihe geschaltet und erzeugen eine Hochspannung von 358 Volt. Das entspricht der gewünschten Gleichspannung, die der Elektromotor benötigt. Die Lithium-Ionen-Batteriemodule sind an ein MG Master 300A Hochspannungs-Batteriemanagementsystem (BMS) angeschlossen, das einen Gleichspannungsbereich von 144 bis 800 Volt hat. Das BMS steuert, schützt und überwacht die angeschlossenen Batterien vor Überladung, Überentladung, Über- oder Untertemperatur. Darüber hinaus steuert das System den Ausgleich der Batteriezellen und macht wichtige Parameter wie Batteriestatus und Energieverbrauch transparent."

Amortisation innerhalb von vier Jahren

"Für die Elektrifizierung unserer Transportflotte haben wir in Zusammenarbeit mit Vlot Logistics ein DKTI-Programm (Demonstration von Klimatechnologien und Innovationen im Verkehr) gestartet", sagt Van der Velden. "Wir haben einen Zuschuss von der RVO erhalten, den wir unter anderem für die Elektrifizierung der Betonmischer-Anhänger verwenden. In Kürze werden wir auch mit der Elektrifizierung eines Kippwagens beginnen. Außerdem haben wir eine Elektrozugmaschine angeschafft und sind dabei, eine mobile Ladeinfrastruktur aufzubauen." Der erste Betonmischer-Anhänger wurde Ende Mai in Betrieb genommen, gefolgt von Nummer 2 im August: Nummer 3 und 4 befinden sich derzeit in der Entwicklung", so Leurs. "Ihre Realisierung ist für Ende dieses Jahres geplant. Einzigartig an unserem System ist, dass wir nicht nur neue, sondern auch bestehende Auflieger elektrifizieren können. Die Unternehmen profitieren in diesem Fall von einer enormen CO₂-Gewinn. Außerdem ist die Wartung eines Elektroantriebs viel einfacher, was den Betonbauern ebenfalls ermöglicht, ihre Gesamtbetriebskosten zu senken." Van der Velden: "Bei den derzeitigen Energiepreisen kann sich die Elektrifizierung eines Betonmischersattelanhängers innerhalb von nur vier Jahren bezahlt machen. Darüber hinaus können Unternehmen mit Solarzellen oder anderen nachhaltigen Energieerzeugern die Maschinen 100% nachhaltig aufladen. Auch deshalb erwarten wir, dass die Elektrifizierung im Baugewerbe in den nächsten Jahren an Fahrt aufnehmen wird. Wir sind bereit dafür."