Roland Berger wägt Herausforderungen und Chancen der Off-Highway-Elektrifizierung ab

Komatsus neue batterieelektrische Lade-, Transport- und Kippmaschine WX04B wird im Norcat Underground Centre im Norden Ontarios, Kanada, getestet. (Foto: Norcat)

In einem kürzlich abgehaltenen Webinar diskutierten Experten des globalen Beratungsunternehmens Roland Berger den aktuellen und zukünftigen Stand der Elektrifizierung von Geräten und Fahrzeugen. Martin Weissbart, Principal bei Roland Berger, konzentrierte sich zunächst auf die Elektrifizierung spezieller Nutzfahrzeuge und ging anschließend auf die Elektrifizierung von Off-Highway-Fahrzeugen und -Geräten ein.

„Ich bin Teil der Investorenbetreuung, habe aber auch einen zweiten Lehrstuhl inne“, sagte er bei seiner Vorstellung. „Außerdem gehöre ich zum Off-Highway-Team in Europa.“

Weissbart wies darauf hin, dass die Trends bei der Elektrifizierung von Off-Highway-Fahrzeugen zwar denen im Straßenfahrzeugbereich ähneln, sich die Off-Highway-Industrie jedoch noch in der Anfangsphase der Dekarbonisierung befindet. Zudem ist sie hinsichtlich Produktkonfiguration und Antriebsstrang komplexer.

„Für einen OEM wird es zunehmend schwieriger, eine Motorenstrategie basierend auf dem gesamten Portfolio zu definieren, das er bedient“, sagte er. „Deshalb ist eine sorgfältige Priorisierung der Dekarbonisierung erforderlich – was von einer klassischen Verbrennungsmotorlösung auf eine dekarbonisierte Lösung mit alternativem Antrieb umgestellt werden muss und was möglich ist.“

Kosten und Infrastruktur

Die Einführung von Elektrofahrzeugen und -geräten für den Off-Highway-Bereich ist mit gewissen Schwierigkeiten verbunden.

„Es liegt offensichtlich am aktuellen Abschwung in der Land- und Baumaschinenbranche, der sich unserer Einschätzung nach auch 2025 fortsetzen wird, insbesondere in Europa“, sagte Weissbart. „Landwirtschaft und Bau werden sich höchstwahrscheinlich zumindest seitwärts bewegen. Wir erwarten für 2026 einen Marktanstieg.“

Zu den weiteren Hindernissen, die er nannte, zählten „einenseits die Anschaffungskosten und andererseits die Infrastruktur.“

In Bezug auf Letzteres fügte Weissbart hinzu, dass es sich dabei nicht unbedingt um eine zentralisierte Depot-Ladeinfrastruktur handele, wie sie beispielsweise von Autovermietungen genutzt werde, oder um Anwendungen, die andere Ladestationen an Autobahnen für elektrische Personen- oder Nutzfahrzeuge nutzen könnten.

Stattdessen liege die Herausforderung in der Infrastruktur in abgelegenen Gebieten, „in denen Bauwesen und Bergbau eine Schlüsselrolle spielen. Und in der Systemintegration. Dies sind die zentralen Herausforderungen für OEMs und Endkunden, die den Ausbau der Elektrifizierung derzeit etwas verzögern.“

Gesamtbetriebskosten

Verschiedene Faktoren treiben den Wandel voran, wobei das regulatorische Umfeld natürlich ein wichtiger externer Treiber ist. Dazu gehören Emissionsrichtlinien für Maschinen im Materialtransport sowie Hubarbeitsbühnen, die die Elektrifizierung vorantreiben.

Der erste vollelektrische Radlader von Caterpillar – CAT 906e (Foto: Zeppelin Rental)

Ein interner Treiber ist jedoch für die Elektrifizierungslandschaft von entscheidender Bedeutung: die Gesamtbetriebskosten (TCO).

„Das hängt nicht nur von den Fahrzeugkosten ab, sondern auch von den Betriebs- und Wartungskosten“, sagte Weissbart. „Die Strompreise in verschiedenen Regionen werden daher neben den Strafzöllen – also den Regulierungsmaßnahmen – der Regierung die Gesamtbetriebskosten erheblich in die Höhe treiben.“

Viele Kategorien kleinerer, elektrifizierter Baumaschinen mit geringerer Leistung aus China, darunter kleine Radlader und Teleskoplader, weisen bereits positive Gesamtbetriebskosten auf.

„Wir gehen davon aus, dass Minibagger die Elektrifizierung anführen werden“, sagte Weissbart. „Das gilt sowohl für Europa als auch für die USA. Die positiven Gesamtbetriebskosten werden jedoch meist erst Anfang der 30er- oder sogar Mitte der 30er-Jahre erreicht.“

Bei größeren Fahrzeugen, die mehr PS benötigen, wie etwa Bergbau-LKWs, verwies Weissbart auf laufende Pilotprojekte und fügte hinzu, dass das regulatorische Umfeld zu positiven Gesamtbetriebskosten führen werde.

„In Australien beispielsweise gibt es ein sehr gutes Umfeld für positive Gesamtbetriebskosten bei Bergbau-LKWs oder Starrrahmen-Muldenkippern, die bereits Anfang der 30er Jahre auf den Markt kommen“, sagte er.

Weissbart räumte jedoch ein, dass die Elektrifizierung nicht für alle Off-Highway-Geräte die ideale Lösung sei. Bei knickgelenkten Muldenkippern, Planierraupen und Planierraupen wird die Elektrifizierung schwieriger.

„Die größeren Fahrzeuge mit dem höheren PS-Bedarf brauchen andere Alternativen und ein breiteres Spektrum an Antriebsstranglösungen, die nicht nur den Betrieb erleichtern, sondern auch die jeweiligen Anwendungsfälle abdecken“, sagte er.

Überbrückung technologischer Lücken

Weissbart sagte, er habe in Gesprächen mit Geräteherstellern auf der ganzen Welt erfahren, dass die Elektrifizierung zwar eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung spielen werde, ihr Tempo sich jedoch verlangsame.

„Wir haben signifikante und sehr ambitionierte Ziele bei den großen OEMs gesehen, was die Elektrifizierung ihrer Kompaktwagen betrifft, wo sie künftig voranschreiten wollen“, sagte er. „Ähnliches beobachten wir im Pkw- und Lkw-Bereich. Die OEMs treten etwas zurück und überdenken die richtige Strategie – was Dekarbonisierung oder gar keine Dekarbonisierung bedeutet.“

Dies ist auf den Mangel an tragfähigen Lösungen für verschiedene Produktkategorien sowie auf die bereits erwähnten Bedenken hinsichtlich der Infrastrukturbereitschaft zurückzuführen. Weissbart betonte, dass Brückenlösungen notwendig seien, um diese Lücken künftig zu schließen.

XCMGs neue XGA20H Hybrid-Arbeitsbühne. (Foto: XCMG)

„Hybridlösungen sind als Brückentechnologie weit verbreitet und werden auch weiterhin in die Systeme integriert“, sagte er. „Das hat verschiedene Aspekte.“

Weissbart wies darauf hin, dass Hybridtechnologie im Antriebsstrang eingesetzt werden kann, beispielsweise durch die Integration von Elektromotoren in Verbrennungsmotoren, entweder parallel oder in Reihe, um Kraftstoffeffizienz und Emissionen zu verbessern. Auch Antriebs- und Hilfssysteme eignen sich hervorragend für die Elektrifizierung.

„Bei Schwenkantrieben, Ölpumpen oder Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen sehen wir beispielsweise immer häufiger Anwendungsfälle für die Elektrifizierung, um die Emissionen und den Dieselverbrauch zu senken“, sagte Weissbart.

Hybridlösungen eignen sich für eine Vielzahl vertikaler Märkte, darunter Bergbau, Bauwesen, Land- und Forstwirtschaft. Laut Weissbart ermöglichen sie die Dekarbonisierung besonders anspruchsvoller Anwendungen und beschleunigen gleichzeitig die Gesamtbetriebskosten.

„Wir haben eine Studie zur Elektrifizierung von Mähdreschern durchgeführt“, sagte er und nannte landwirtschaftliche Geräte als Beispiel. „Allein für die Batterie wäre ein 4-Tonnen-Anhänger erforderlich. Hier braucht man also ein anderes Mittel zur Dekarbonisierung.“

Weissbart fuhr fort: „Im landwirtschaftlichen Ökosystem, wo Teleskoplader im Einsatz sind und wo möglicherweise ein homogenes Fahrmuster vorliegt, wo jede Maschine etwa vier Stunden im Einsatz ist – für Radlader, Teleskoplader und verschiedene andere Aspekte – kann dies schneller elektrifiziert werden und die Gesamtbetriebskosten amortisieren sich früher.“

Große und kleine OEMs in allen vertikalen Märkten für Off-Highway-Ausrüstung treiben den Trend zu Hybridlösungen voran, so Weissbart. Unter diesen nannte er vier OEMs als besonders treibende Kräfte.

„Wir haben das Patentvolumen im Zusammenhang mit Hybridtechnologie seit dem Jahr 2000, also über die letzten zwei Jahrzehnte, kartiert“, sagte er. „Und man sieht einen deutlichen Vorstoß von Caterpillar, Komatsu, Hitachi und Volvo.“

2025 und darüber hinaus

Weissbart stellte in diesem Jahr und für die Zukunft eine Reihe von Trends bei der Elektrifizierung von Off-Highway-Fahrzeugen fest.

„Es wird eine Koexistenz von Hybrid- und vollelektrischen Angeboten geben“, sagte er. „Dadurch wird das Motorenportfolio noch komplexer.“

Weissbart fügte hinzu: „Die Elektrifizierung von Kompaktmaschinen wird in Zukunft eine treibende Kraft sein, insbesondere in Europa und Amerika im Segment der Minibagger und kleineren Radlader.

Es werde erhebliche Investitionen in den Bereich der Elektrifizierung geben, sagte er, unter anderem in Technologien für Batterie- und Energiemanagement.

„Das gesamte Ökosystem wird sich weiterentwickeln und von anderen Segmenten lernen, und es wird eine starke branchenübergreifende Zusammenarbeit geben“, sagte Weissbart.