Kehren mit Gas-Elektro-Hybridantrieb

Kehren mit Gas-Elektro-Hybridantrieb

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Teaserbild-Quelle: Bild: Empa

Kehrfahrzeuge reinigen unsere Trottoirs, Wege und Strassen. Dazu sind sie mit einem Fahrantrieb für die Bewegung des Fahrzeugs, einem Gebläse zum Aufsaugen des Kehrguts und Bürsten zur Reinigung des Bodens ausgerüstet.

Die Energie für den Betrieb sämtlicher Komponenten liefert heute ein Dieselmotor; ein ausgeklügeltes hydraulisches Verteilsystem leitet die entsprechenden Anteile dann an die verschiedenen Verbraucher. Solche Fahrzeuge weisen hohe Betriebszeiten von täglich sechs bis acht Stunden auf. Bei einem Verbrauch von gut fünf Liter Diesel pro Stunde ergibt das pro Fahrzeug einen jährlichen Verbrauch von gegen 10‘000 Liter. Das ist rund zehnmal mehr als der typische Verbrauch eines Personenwagens.

Eine deutsche Studie schätzt den Anteil der Arbeitsfahrzeuge – also Kehrfahrzeuge, Kommunalfahrzeuge, Kehrichtfahrzeuge, usw. – am Energieverbrauch des gesamten Strassenverkehrs auf bis zu 15 Prozent, und dies obwohl die Anzahl dieser Fahrzeuge relativ gering ist.

Erdgas und Strom statt Diesel und Hydraulik

Im Rahmen eines von der Kommission für Technologie und Innovation (KTI), unterstützten Projektes haben der Kehrfahrzeughersteller Bucher Municipal, die Empa und die ETH Zürich nach alternativen zum Dieselantrieb gesucht. Der Energieverbrauch gegenüber heutigen Dieselfahrzeugen sollte um 45 Prozent gesenkt werden, wobei die Gesamtkosten des Fahrzeugs (Anschaffung, Verzinsung, Betrieb) nicht höher sein durften als bei der aktuellen Technik.

Um dies zu erreichen, ersetzten die Forscher und Ingenieure die heute übliche hydraulische Leistungsverteilung durch effizientere Elektroantriebe. Statt eines Dieselmotors mit Hydraulikpumpe fungiert nun ein kleiner Gasmotor mit Stromgenerator als Antriebsquelle. Zusätzlich regelt ein modernes Energiemanagementsystem das Zusammenspiel der Komponenten.

Die Ergebnisse liegen nun vor: Im Vergleich mit einem herkömmlichen Dieselkehrfahrzeug verbraucht das mit Erdgas betriebene Elektrohybridkehrfahrzeug im Normzyklus für Kehrfahrzeuge weniger als die Hälfte an Energie.

Die CO2-Emissionen sanken dank des geringeren Kohlenstoffgehalts im Erdgas gar um über 60 Prozent, mit Biogasbeimischung wird dies noch entsprechend mehr. Der deutlich geringere Verbrauch führt in Kombination mit den tieferen Treibstoffpreisen für Erdgas zu einer deutlichen Senkung der Betriebskosten, was die höheren Anschaffungskosten mehr als kompensiert.

Modularer Aufbau des Hybridmotors eröffnet Spielräume

Der Hybridantrieb ist modular aufgebaut; das heisst, dass anstatt eines Erdgasmotors auch ein Benzin-, Flüssiggas-oder Dieselmotor eingebaut werden könnte. Setzt man anstelle des Verbrennungsmotors mit Stromgenerator dagegen eine wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle oder eine deutlich grössere Batterie ein, wäre auch ein rein elektrischer Betrieb möglich.

Bucher Municipal plant, die modular aufgebaute Plattform dieses Elektrohybridantriebs für die Serienanwendung weiter zu entwickeln. Ziel sei es, in absehbarer Zeit ein innovatives Kehrfahrzeug auf den Markt zu bringen. (mgt/mrm)