Jeff Eisenberg über die Herausforderung der Miete von Generatoren der Stufe V

Dieselbetriebene Generatoren sind seit Jahrzehnten auf Baustellen und anderen Standorten im Einsatz, und das wird sich voraussichtlich auch in Zukunft fortsetzen. Sie werden unter anderem zum Laden elektrischer Geräte eingesetzt, deren Netz noch nicht ausreicht. Die europäischen Abgasvorschriften der Stufe V stellen Dieselgeneratoren vor besondere Herausforderungen. Warum ist das so und was ist nötig, um die Situation zu verbessern?

Seit Januar 2020 sind in der Europäischen Union Dieselmotoren der Stufe V für alle neuen nicht straßengebundenen Geräte vorgeschrieben. Motoren der Stufe V sind deutlich sauberer als die erste Emissionsanforderung der Stufe I aus dem Jahr 1997 und bei den Partikelemissionen um 97 % sauberer. Dieselmotoren zwischen 37 kW und 560 kW unterliegen den strengsten Emissionsgrenzwerten. Dieser Bereich deckt viele gängige Generatorgrößen in der Mietbranche ab.

Jeff Eisenberg

Ursprünglich sollten die US-amerikanischen Tier-4-Standards mit Stufe V harmonieren, doch mittlerweile gibt es Unterschiede, da strengere europäische Standards einen DPF (Dieselpartikelfilter) erfordern, während dies bei Tier 4 nicht der Fall ist.

Elektrogeräte aller Kategorien werden zunehmend auf Baustellen verfügbar, doch die Ladeinfrastruktur stellt eine Herausforderung dar, insbesondere auf Baustellen, auf denen das Stromnetz noch nicht ausgebaut ist oder die Kapazität nicht ausreicht. Ein 20-Tonnen-Elektrobagger ist umweltfreundlich und sehr leise, verfügt aber über Batterien, die dem von zehn Tesla entsprechen.

Natürlich werden die Ladelösungen vor Ort noch viele Jahre lang auf Netzstrom, Hybrid, Solarenergie, Batteriespeicherung und schließlich Wasserstoff basieren, allerdings mit einer Dieselkomponente als Teil der Hybridlösung.

Generatoren mit Motoren der Stufe V kosten rund 40 % mehr als ihre Vorgänger der Stufe IIIa. Der Motor und sein Steuerungssystem sind komplexer, und der DPF – falls je nach Motorgröße vorhanden – wird heiß und benötigt Platz. Dies bedeutet, dass die Haube größer sein muss und die Luftstromsysteme eine Herausforderung darstellen können.

Viele europäische Städte führen Umweltzonen ein, die die Einfahrt älterer und umweltschädlicherer Fahrzeuge einschränken und/oder besteuern. London, Paris, Amsterdam, Oslo, Stockholm und Helsinki stehen an der Spitze einer langen und stetig wachsenden Liste. Die meisten dieser Städte setzen die Diesel-Anforderungen der Stufe V für Baumaschinen jedoch nicht durch und gehen in der Regel direkt dazu über, Elektrogeräte vorzuschreiben. Dieser Prozess ist im Gange und umfasst eine Mischung aus freiwilligen und offiziellen Initiativen, wie das KHL- Magazin Construction Europe im Februar 2022 berichtete.

London ist die Stadt, die sich am stärksten auf Stufe-V-Dieselmotoren für Baustellen konzentriert. Die von den lokalen Behörden durchgesetzten Vorschriften des Londoner Bürgermeisters für Diesel-NRMM (Non Road Mobile Machinery) sind sehr klar und detailliert. Alle Dieselgeräte von 37 bis 560 kW, die innerhalb eines bestimmten Gebiets verwendet werden, müssen auf der Website der London Assembly (Regierung) registriert werden. Sofern Stufe-V-Geräte verfügbar sind, müssen diese verwendet werden; Kostenbefreiungen werden nicht gewährt.

Laut Eisenberg arbeiten die Hersteller von Stufe-V-Dieselmotoren und die OEM-Installateure intensiv an der Lösung der Zuverlässigkeitsprobleme.

Außerhalb Londons sind an einigen Infrastrukturstandorten, wie Kraftwerken und dem Hochgeschwindigkeitszugprojekt HS2, nur noch Anlagen der Stufe V zulässig. Elektro- und Hybridlösungen werden, sofern verfügbar, stark bevorzugt. Dies ist eher eine Kundenanforderung als eine Vorschrift. Der Fokus liegt zunehmend auf Elektro- und Hybridlösungen als auf Stufe V.

Die britischen Vermietunternehmen, die inoffiziell mit dem Autor sprachen, schätzen, dass 1 % der britischen Anfragen nach Dieselgeneratoren Stufe-V-Geräte erfordern und dass etwa 1 % der britischen Vermietflotten Stufe V (in der Kategorie 37 bis 560 kW) entsprechen. Die Schätzungen größerer europäischer Vermietunternehmen fallen ähnlich aus, wobei nur wenige offiziell Stellung nehmen und möglicherweise zugeben möchten, dass sie ihre Stufe-IIIa-Generatoren immer länger nutzen.

Was ist der Grund für die bisher geringe Nachfrage nach Stufe V? Dafür gibt es drei Hauptgründe. Erstens haben sich die meisten Vermietungsunternehmen vor Ende 2020 mit den letzten Stufe-IIIa-Generatoren eingedeckt, vor allem aufgrund niedrigerer Kosten. Zweitens gibt es Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit bei geringer Belastung (mehr dazu später) und drittens gibt es Unsicherheiten hinsichtlich des Wertes gebrauchter Geräte.

Die Grauzone „stationäre Maschinen“

Liest man den 78 Seiten starken Text (in jeder Sprache) der Verordnung (EU) 2016/1628 des Europäischen Parlaments und des Rates, findet man mehrere Ausnahmen für Geräte, die keinen Dieselmotor der Stufe V benötigen. Dazu gehören Feuerlöschpumpen, Freizeit- und Rennfahrzeuge, Seeschiffe und viele weitere, darunter Artikel 2, Abschnitt 2, Buchstabe d, der ohne nähere Definition „stationäre Maschinen“ bezeichnet.

Die Zukunft der Ladelösungen werde aus Netzstrom, Hybrid, Solarenergie, Batteriespeicherung und schließlich Wasserstoff bestehen, allerdings mit einer Dieselkomponente als Teil der Hybridlösung, sagt Eisenberg.

Die Versuchung ist groß, Generatoren mit IIIa-Dieselmotoren, die für den Standby-Betrieb – also als Notstromaggregat bei Netzausfällen – hergestellt wurden, in den Mietpark zu übernehmen. Da die Verordnung nicht detailliert genug ist, ist ihre Durchsetzung bestenfalls lückenhaft, mit Ausnahme von London, wo die Vorschriften sehr detailliert sind.

In ganz Europa kaufen einige, insbesondere kleinere, Vermietunternehmen Notstromaggregate und nehmen sie in ihre Mietflotte auf. Dies wird voraussichtlich so bleiben, bis die Vorschriften konkretisiert und durchgesetzt werden.

Verantwortungsbewusste Vermietungsunternehmen mit guter Unternehmensführung (in der Regel die größeren) würden wahrscheinlich nicht in die Versuchung geraten, Notstromaggregate in der Grauzone für ihre Mietflotten zu kaufen, konkurrieren aber mit kleineren Unternehmen, die dies tun. Die Kalkulationen der Vermietungsunternehmen für „Austausch oder Umbau“ von Generatoren vor 2020 haben sich jedoch aufgrund der gestiegenen Kosten (etwa 40 %) für Stufe-V-Geräte deutlich geändert.

Probleme mit leichter Beladung oder „nassem Stapeln“

Dieselgeneratoren stehen vor besonderen Herausforderungen, wenn sie mit weniger als 30 bis 50 % ihrer Nennleistung belastet werden. Die fehlende Motorwärme führt dazu, dass der Kraftstoff unvollständig verbrennt. Dies ist oft die Ursache für schwarzen Rauch aus dem Auspuff. Fahrzeuge, Bagger und andere Dieselmotoren sind davon weniger betroffen als Generatoren, da sie im Normalbetrieb unter unterschiedlichen Belastungen arbeiten und heiß genug werden, um eine saubere Verbrennung des Kraftstoffs zu gewährleisten. Ein beschleunigendes Fahrzeug, ein grabender und hebender Bagger und eine selbstfahrende Arbeitsbühne erzeugen beim Fahren oder Heben ausreichend Wärme für einen ordnungsgemäßen Betrieb.

Ein Generator läuft üblicherweise über längere Zeiträume, sogar 24 Stunden am Stück, mit konstant niedriger Last. Werden Generatoren zum Antrieb von Elektromotoren, Wasserpumpen und Elektrokränen eingesetzt, werden sie oft nach der Spitzenlast zum Starten des Elektromotors spezifiziert und dimensioniert. Ein 350-kW-Generator kann zum Starten eines 100-kW-Elektromotors erforderlich sein und läuft dann tage- oder wochenlang mit 100 kW. Stellen Sie sich ein Auto vor, das monatelang 24 Stunden am Stück mit 5 km/h im Verkehr fährt.

Selbst Dieselmotoren der Stufe III waren bei geringer Belastung überfordert. Daher wird für Anwendungen mit geringer Belastung eine Lastbank (Zuschaltung einer künstlichen Last, z. B. einer Heizung) für mindestens zwei Stunden bei 75 % Last pro 100 Stunden empfohlen. Bedenken Sie, dass dies bei einem 24-Stunden-Generatorbetrieb mehr als einmal pro Woche ist.

Dieses Lastspeicherintervall könnte bei Dieselmotoren ohne DPF-Dieselpartikelfilter verlängert werden, doch Generatoren nach Stufe V weisen insbesondere bei geringer Belastung Probleme auf. Dies führt zu häufigeren Wartungen vor Ort an der Anlage, die neben einem Ölwechsel auch einige Stunden Lastspeicherung umfassen können. Diese Kosten müssen letztendlich von den Kunden getragen werden.

Aggreko-Generatoren bei der St. Andrews Open Golfmeisterschaft in Großbritannien. Das Unternehmen hat massiv in Generatoren der Stufe V und Tier 4 Final investiert.

Konservativ denkende Kunden neigen dazu, ihren Generatorbedarf zu überbewerten (kaufen wir doch einen 200-kVA-Generator, falls wir mehr Leistung benötigen) und ermitteln ihren Bedarf oft überhaupt nicht genau. Der Vertrieb des Vermietungsunternehmens möchte seinen Umsatz steigern und ist daher versucht, ebenfalls einen größeren Generator zu mieten. Und wenn der größere Generator mehr Kraftstoff verbraucht, könnte das für ein Vermietungsunternehmen, das eher kurzfristig als nachhaltig denkt, als lukrativ gelten.

Besser werden

Einige Jahre nach der Einführung der Stufe V im Jahr 2020 verfeinern die Hersteller von Dieselmotoren ihre Diesel-Computersteuerungssysteme mit besseren Regenerationszyklen und Telemetrie, und es gibt vereinzelte Belege dafür, dass Zuverlässigkeitsprobleme seltener auftreten.

Kunden und Vermieter werden immer besser darin, Generatoren der richtigen Größe bereitzustellen. Einige Hersteller sprechen davon, Lastbänke am Generator vorzuinstallieren, damit dieser dies effektiv autonom erledigen kann.

Der vielleicht wichtigste Aspekt ist, dass Hybridsysteme mit großen Batterien den Dieselmotor zeitweise bei optimaler Belastung laufen lassen. Diese Bereiche stellen ein starkes Wachstum dar. Mit rund 1.000 bis 1.200 Euro pro kWh können die Batterien deutlich teurer sein als ein Generator ähnlicher Größe, sodass sie nicht für jede Anwendung geeignet sind. Die Batteriekosten dürften mit der Zeit sinken.

Stufe V und verwendete Werte

Gebrauchte Geräte auf dem Generatorenmarkt folgen einem anderen Weg als viele andere Vermögenswerte. Gebrauchtgerätehändler aus Entwicklungsländern wenden sich direkt an Vermieter gebrauchter Generatoren, die oft tiefer in die Entwicklungsmärkte vordringen als beispielsweise Ausleger- und Scherenarbeitsbühnen.

Entwicklungsländer bevorzugen robuste, einfache Dieselmotoren mit weniger elektronischer Steuerung. In vielen Entwicklungsländern hat Dieselkraftstoff einen höheren Schwefelgehalt als ein DPF verträgt. Daher werden möglicherweise Stufe-V-Motoren vermieden, es sei denn, die Emissionskontrollen werden abgeschafft, was wiederum dem Planeten nicht hilft. Gebrauchte Stufe-V-Dieselmotoren haben aufgrund ihres jungen Alters und der relativ langsamen Verbreitung kaum Gebrauchtwertdaten, weder bei Auktionen noch über Händler in Entwicklungsländern – was für die Vermietungsunternehmen zusätzliche Unsicherheit bedeutet.

Für zynische Vermieter kostet ein Generator der Stufe V 40 % mehr (in Kauf und Miete), obwohl der Kunde gesetzlich verpflichtet ist, ihn zu nutzen (denken Sie an die Londoner Innenstadt), was er aber manchmal lieber vermeiden möchte. Zudem kann Stufe V im Vergleich zu Stufe IIIa Zuverlässigkeitsprobleme (bei geringer Belastung) aufweisen, die immer noch eine verlockende Grauzone darstellen, wenn man dem Hersteller mitteilt, dass er für Standby-Anwendungen eingesetzt wird. Schließlich haben Stufe-V-Geräte einen unsicheren Gebrauchtwert.

Alle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die nachhaltigkeitsorientierteren Gerätemärkte die Anforderungen der Stufe V überspringen und sich zum Ziel setzen, vor Ort vollelektrische Geräte zu verwenden.

Hersteller von Dieselmotoren der Stufe V und ihre OEM-Installateure arbeiten intensiv an der (meist frühen) Verbesserung der Zuverlässigkeit. Die Kunden werden weiterhin geschult, darunter auch Bauunternehmer und Vermieter selbst, insbesondere hinsichtlich der richtigen Generatordimensionierung und der Einführung von Hybrid-/Batteriesystemen. Das Stromnetz wird nur langsam ausgebaut, um den Strombedarf zu decken, sodass wir noch viele Jahre lang Dieselgeneratoren vor Ort sehen werden.

Der Autor:
Jeff Eisenberg ist seit seinen Anfängen bei Genie in den 1990er Jahren im Vermietungsgeschäft tätig und finanzierte Expansionen von Vermietungsunternehmen. Er hat Vermietungsunternehmen auf mehreren Kontinenten beraten, gegründet, geführt, übernommen und verkauft. Derzeit ist er nicht geschäftsführender Direktor bei Smart Platform Rental mit Sitz in Großbritannien und berät Kunden weltweit in den Bereichen Fusionen und Übernahmen sowie nachhaltige Energie. Tel.: +44 7900 916933, E-Mail: [email protected]