Noch sträubt sich der deutsche Bauernverband gegen eine alternative Landwirtschaft. Doch aufgrund der weltweiten Entwicklung kommen auch die deutschen Landwirte nicht um eine Umstellung herum. Ein erster Schritt ist der Umstieg von Diesel zu alternativen Antrieben für Traktoren und viele weiteren landwirtschaftlichen Fahrzeuge, wie luckx – das magazin recherchierte.

Weniger Treibhausgase

Ob im Stall oder auf dem Acker: die Reduzierung der Treibhausgase trifft auch die Landwirtschaft. So kommen zunehmend Fahrzeuge mit Elektro-, Wasserstoff- und weiteren Antriebsarten zum Einsatz. Ein wichtiger Grund für das verstärkte Interesse an alternativen Antrieben und Treibstoffen ist das Streben nach einer deutlichen Reduzierung von Treibhausgasen. Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen, muss insbesondere der Ausstoß von CO2 schnell und drastisch gesenkt werden. Für die Energieversorgung von Landmaschinen wird bislang fast ausschließlich Diesel eingesetzt – mit den damit verbundenen Umweltwirkungen. Treibhausgasemissionen der Maschinen lassen sich zwar durch verbesserte konventionelle Antriebstechnik reduzieren. Doch der Übergang von fossilen auf erneuerbare Kraftstoffe ist unvermeidbar. Was heute schon möglich ist, wird auf der Messe Agritechnica 2023 vom 12. bis 18. November 2023 auf dem Messegelände Hannover präsentiert. Die aktuellen Entwicklungen der alternativen Antriebssysteme für Landmaschinen werden demonstriert. Den aktuellen Stand alternativer Antriebstechnik zu den nachhaltig erzeugten Energien zeigt die aktuelle Übersicht.

Wasserstoff

Als Ersatz für den Diesel kommt Wasserstoff als Treibstoff für landwirtschaftliche Fahrzeuge in Frage. Da Wasserstoff kohlenstofffrei ist, entstehen bei seiner Verwendung keine klimaschädlichen CO2-Emissionen. Voraussetzung für seinen sinnvollen Einsatz ist jedoch, dass der Strom für seine Herstellung aus erneuerbaren Quellen stammt. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Wasserstoff genauso wie LNG oder Erdgas direkt in vorhandenen Motoren genutzt werden kann (siehe luckx – das magazin). Darüber hinaus – leider mit Energieverlusten – ist die Nutzung von Wasserstoff über eine Brennstoffzelle eine besondere Form des Elektroantriebs. Dabei wird im Gegensatz zu einem herkömmlichen Elektroantrieb, dessen Batterie mit Strom aus externen Quellen gespeist wird, die elektrische Energie während der Fahrt von der Brennstoffzelle erzeugt. Über die Jahre wurden schon mehrere Konzepttraktoren mit Brennstoffzellen als Hauptantrieb vorgestellt. In die landwirtschaftliche Praxis hat es aber noch kein „Brennstoffzellen-Traktor“ geschafft.

Dem Einsatz der Brennstoffzellen in der Landwirtschaft stehen noch gewichtige Faktoren im Wege: Zum einen besteht die Herausforderung, genügend Energie auf einen Standardtraktor zu bekommen. Der Platzbedarf für die Druckbehälter für den komprimierten Wasserstoff ist groß. Mit aktuellen Lösungen kann kein Traktor unter Volllast mehrere Stunden arbeiten. Ein Brennstoffzellenantrieb erfordert zudem noch weitere Komponenten, die ebenfalls Platz beanspruchen, wie die Kühlung, Inverter und Pufferbatterie. Letztere ist zur Unterstützung des relativ trägen und wenig dynamischen Wasserstoffantriebs erforderlich. Auch ist das Netz an Wasserstofftankstellen aktuell nicht auf die Landwirtschaft ausgerichtet. Last, but not least sind die Herstellungskosten für das Gesamtsystem noch sehr hoch. Doch auch hier unterstützt die Bundesregierung Hersteller bei der Ausgestaltung dieses Konzeptes die Anbieter.

Methan

Mit Methan steht ein weiterer gasförmiger Kraftstoff im Fokus, da bei seiner Verbrennung nicht mehr Treibhausgase freigesetzt werden, als beim Pflanzenwachstum verbraucht wurden. Diesen Anspruch kann das Biogas jedoch nur erfüllen, wenn die gesamte Prozesskette und seine Herstellung CO2-neutral sind. Methan kann ein Teil der Lösung für die Landwirtschaft sein, da es in Biogasanlagen erzeugt werden kann. Rohbiogas kann nicht direkt als Treibstoff genutzt werden. Es muss entschwefelt und der relativ hohe CO2-Anteil vom Methan getrennt werden. Das fast reine Methan wird anschließend verflüssigt oder komprimiert. Verflüssigtes Methan als „Liquefied Natural Gas“ (LNG) kommt für den Einsatz in landwirtschaftlichen Maschinen aus heutiger Sicht weniger in Frage. Trotz relativ hoher Energiedichte hat es einige Nachteile, darunter die technisch anspruchsvolle und energieaufwendige Verflüssigung und eine mögliche Ausgasung von Methan bei längeren Standzeiten und höheren Temperaturen. Praktikabler ist komprimiertes Methan als „Compressed Natural Gas“ (CNG). Ein Nachteil von CNG ist aber die gegenüber Diesel und LNG deutlich geringere Energiedichte. Das erfordert große Tanks bzw. Zusatztanks und hat aufgrund begrenzter Speicherkapazitäten eine geringere Reichweite zur Folge.

Einen Serientraktor, der vollständig mit Methan gefahren werden kann, gibt es bereits. Das Methan wird hier als CNG in die Ansaugrohre des nach dem Otto-Prinzip arbeitenden 6-Zylinder-Gasmotors mit 180 PS gespritzt. Das Abgas muss lediglich mit einem Dreiwegekatalysator nachbehandelt werden. Eine Abgasrückführung, ein Partikelfilter und SCR-Katalysator mit dem Reduktionsmittel Adblue sind bei diesem Modell nicht notwendig. Der Hersteller hat zwischenzeitlich auch einen Vorserientraktor mit einem 270-PS-Motor vorgestellt, der mit LNG angetrieben wird. Fortsetzung hier.