Biodiesel bietet einen direkten Weg zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen

Eric Risius. (Foto: John Deere Power Systems)

Bei Offroad-Maschinen hängt die Leistung von einer einfachen Rechnung ab: Wie viel Arbeit wird vor Sonnenuntergang erledigt? Für Fahrer, die schwere Lasten ziehen, Tausende Hektar Land ernten oder an abgelegenen Baustellen arbeiten, wirken sich Maschinenstillstände direkt auf den Gewinn aus. Obwohl alternative Antriebslösungen stetig weiterentwickelt werden, bleiben Verbrennungsmotoren auf absehbare Zeit die primäre Antriebslösung für schwere Anwendungen.

Unternehmen, die ihre CO₂-Emissionen reduzieren möchten, benötigen heute praktikable Lösungen, die den laufenden Betrieb aufrechterhalten. Erneuerbare Kraftstoffe wie Biodiesel bieten hierfür einen direkten Weg. Als kohlenstoffärmere Alternative lässt sich Biodiesel in bestehende Anlagen und Kraftstofflieferketten integrieren und ermöglicht den Unternehmen so flexible Kraftstoffoptionen, ohne den täglichen Arbeitsablauf zu stören.

Erfüllung der Leistungsdichteanforderungen

Den Wert erneuerbarer flüssiger Kraftstoffe erkennt man bereits auf der Baustelle. Anwendungen unter anspruchsvollen Bedingungen erfordern eine hohe Leistungsdichte und schnelle Reaktionsfähigkeit auf plötzliche Laständerungen. Flüssige Kraftstoffe sind nach wie vor die effektivste Methode, um eine kontinuierliche Leistung zu gewährleisten, sodass Maschinen auch fernab von zentralen Kraftstoffdepots volle Schichten arbeiten können.

Um diese Leistungsmerkmale zu optimieren, entwickeln Motorenhersteller moderne Plattformen speziell für höhere Kraftstoffeffizienz und Leistung. Plattformen wie die John Deere Next Generation Engine (NGE)-Motorenreihe verdeutlichen diesen Entwicklungsansatz. Durch verbesserte Verbrennung, höhere Einspritzdrücke und optimierte Bauweise liefern moderne Motoren eine höhere Drehmomentdichte bei kleinerem Platzbedarf. Der Einsatz von Biodiesel in diesen Motoren beeinträchtigt diese Leistungsmerkmale nicht. Biodiesel liefert die notwendige Leistungsdichte und das hohe Drehmoment, um den reibungslosen und termingerechten Betrieb der Maschinen zu gewährleisten.

Entwicklung für höhere Mischungsgrade

Der JD18-Motor von John Deere Power Systems. (Foto: John Deere)

Die Erweiterung der Kompatibilität mit erneuerbaren Kraftstoffen ist ein wichtiger Bereich der Motorenentwicklung. Die Validierung von Motoren für höhere Kraftstoffmischungen ermöglicht es Betreibern, erneuerbare Kraftstoffe einzuführen und gleichzeitig die Langlebigkeit der Anlagen und die tägliche Verfügbarkeit zu gewährleisten.

Im vergangenen Jahr erweiterte John Deere die Biodiesel-Kompatibilität seiner Motoren und erhöhte die bisherige Zulassung für Biodiesel-Mischungen von B20 auf B30 für sein gesamtes Portfolio an Motoren der Abgasnormen Final Tier 4/Stufe IV und Interim Tier 4/Stufe III B. Darüber hinaus sind Motoren der Abgasnormen Tier 3/Stufe III A und niedrigerer Stufen ohne Abgasfilter weiterhin für bis zu 100 % Biodiesel (B100) zugelassen, während Motoren der Stufe V, die in der Europäischen Union betrieben werden, für Mischungen bis zu 8 % (B8) zugelassen sind.

Um diese Kompatibilität zu erreichen, ist eine gezielte Konstruktion erforderlich, die wichtige Komponenten unter hoher Belastung schützt. Kraftstoffeinspritzdüsen müssen Kraftstoff in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen gleichmäßig fördern, während Motordichtungen, Schläuche und Dichtungsringe über Tausende von Betriebsstunden einem höheren Bioanteil standhalten müssen. Darüber hinaus muss das Motorölsystem eine Kraftstoffverdünnung verhindern und gleichzeitig die internen Komponenten schmieren, damit die Bediener die üblichen Wartungs- und Ölwechselintervalle einhalten können.

Nutzung der bestehenden Infrastruktur

Neben der Langlebigkeit des Motors beruht der wirtschaftliche Vorteil von Biodiesel vor allem auf der einfachen Logistik. Biodiesel kann als direkter Kraftstoff verwendet werden, wodurch die kapitalintensiven Infrastrukturinvestitionen, die bei anderen alternativen Energielösungen erforderlich sind, entfallen.

Anstatt spezielle Ladestationen oder einen speziellen Gastransport zu benötigen, nutzt Biodiesel die bestehende Lieferkette für flüssige Kraftstoffe. Lagertanks, Transportfahrzeuge und Betankungsverfahren auf Baustellen bleiben identisch zu denen im herkömmlichen Dieselbetrieb.

Diese logistische Kompatibilität bietet zudem entscheidende Flexibilität gegenüber regionalen Angebotsschwankungen. Da regionale Märkte die Verfügbarkeit unterschiedlicher Kraftstoffmischungen bewerten, ermöglichen kraftstoffflexible Motorenkonstruktionen den Betreibern den Wechsel zwischen B30, Biodiesel-Beimischungen mit niedrigerem Anteil, erneuerbarem Diesel und Standarddiesel, ohne dass Motoren zurückgeschickt oder Wartungsroutinen geändert werden müssen.

Unterstützung der Landwirtschaft und anderer Off-Highway-Industrien

Diese operative Flexibilität erzeugt einen wirtschaftlichen Dominoeffekt, der über einzelne Baustellen hinausreicht. Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Kraftstoffe im Off-Highway-Sektor unterstützt direkt landwirtschaftliche Betriebe. Biodiesel aus landwirtschaftlichen Rohstoffen schafft einen direkten Wirtschaftskreislauf: Die Anbaubetriebe nutzen den Kraftstoff für ihre eigenen Maschinen und Anlagen.

Während die globalen Märkte lokale Emissionsnormen bewerten, helfen kraftstoffflexible Motorenplattformen den Betreibern, sich an die unterschiedliche Kraftstoffverfügbarkeit und die regulatorischen Rahmenbedingungen in den verschiedenen Betriebsregionen anzupassen.

Die Reduzierung von Emissionen abseits befestigter Straßen hängt letztendlich von einer Technik ab, die den realen Gegebenheiten auf Baustellen gerecht wird. Durch die Verbesserung der Effizienz von Verbrennungsmotoren und die Erweiterung der Kompatibilität mit erneuerbaren Kraftstoffen wie Biodiesel bieten Motorenhersteller den Betreibern eine praktische und risikoarme Möglichkeit zur Senkung der CO₂-Emissionen.

Durch die Kombination der Leistungsdichte flüssiger Kraftstoffe mit einer etablierten Kraftstofflogistik zeigen Biodiesel-Anwender, dass die Aufrechterhaltung der Produktivität auf der Baustelle, der Schutz der Langlebigkeit der Ausrüstung und die Einführung kohlenstoffärmerer Kraftstoffoptionen gleichzeitig möglich sind.

Über den Autor: Eric Risius ist Produktmarketingmanager für Verbrennungsmotoren und erneuerbare Kraftstoffe bei John Deere Power Systems.