Batterietechnologien – und insbesondere die Suche nach den jeweils geeignetsten Technologien für jede Maschine – sind jedoch entscheidend für den Erfolg der Elektrifizierung und ihre breite Markteinführung. Der kürzlich aktualisierte IDTechEx-Bericht „Batterien für Bau-, Landwirtschafts- und Bergbaumaschinen 2026–2036: Technologien, Akteure, Prognosen“ beschreibt detailliert die Schlüsselfaktoren, die die Batterieentwicklung und -auswahl beeinflussen und so eine optimierte Maschinenleistung und -entwicklung ermöglichen. Dies trägt dazu bei, dass der Markt für Batterien für Off-Highway-Maschinen bis 2036 auf über 45 GWh anwachsen kann.
Warum werden elektrische Geländefahrzeuge entwickelt?
Angesichts der weltweit zunehmenden Bemühungen um Dekarbonisierung und Nachhaltigkeit in allen Sektoren verzeichnen die Offroad-Märkte Bauwesen, Landwirtschaft und Bergbau ein steigendes Interesse und Investitionen in die Elektrifizierung. Elektrische Maschinen können lokale Treibhausgasemissionen eliminieren und so zu einem saubereren und sichereren Arbeitsplatz beitragen, der zudem von weniger Hitze, Lärm und Vibrationen profitiert.
Elektrische Maschinen zeichnen sich durch deutlich geringere Betriebskosten (OPEX) aus, da sie mit Strom statt Diesel betrieben werden. Dies führt zu günstigeren Gesamtbetriebskosten (TCO) und schützt gleichzeitig vor Preisschwankungen bei Dieselkraftstoff. Darüber hinaus sind elektrische Maschinen einfacher zu bedienen, kostengünstiger in der Wartung und verbrauchen im Leerlauf oder Stillstand keine Energie. Dies bietet neben den ökologischen und finanziellen Vorteilen weitere betriebliche Vorteile.
Unterschiedliche Geländefahrzeuge haben unterschiedliche Anforderungen
Damit eine elektrische Geländemaschine eine Dieselmaschine ersetzen kann, muss sie hinsichtlich Reichweite und Betriebsintensität dieselben Leistungsanforderungen erfüllen. Die vielfältigen Maschinen in Bauwesen, Landwirtschaft und Bergbau weisen unterschiedliche Anwendungsbereiche und Betriebsprofile auf, wodurch ein breites Spektrum an Batterien erforderlich wird. Letztendlich hängt die Größe der verbauten Batterien vom Betriebsgewicht der Maschine, der gewünschten Laufzeit und den spezifischen Anforderungen im Betrieb ab.
Die Bergbauindustrie setzt Maschinen ein, die Hunderte von Tonnen wiegen und oft ebenso schwere Lasten transportieren. Diese Maschinen müssen nahezu rund um die Uhr laufen, mit nur sehr kurzen Ausfallzeiten zum Betanken oder Aufladen. Dies hat dazu geführt, dass in modernen Geländemaschinen einige der größten Batterien zum Einsatz kommen, die kürzlich Kapazitäten von bis zu 2 MWh erreicht haben. Dies steht im deutlichen Gegensatz zum Bau- und Agrarsektor, wo die Maschinen in der Regel viel kleiner sind und nur bis zu 8 Stunden am Tag laufen müssen. Dort kommen Batterien mit einer Kapazität von nur 10 kWh in kompakten Maschinen mit einem Gewicht von 6 Tonnen oder weniger zum Einsatz.
Die richtige Batterie für eine Baumaschine finden
Neben der reinen Batteriekapazität stellen die Betriebsbedingungen einer Maschine bestimmte Anforderungen an Energiedichte, Spannung, Ladeleistung, Lebensdauer und Kosten der Batterie. Die letztendlich eingesetzte Batterietechnologie (sei es NMC, LFP oder eine neuartige Technologie) muss ein optimales Gleichgewicht zwischen diesen Kriterien gewährleisten, um eine erfolgreiche Elektrifizierung zu ermöglichen.
Manche betrieblichen Anforderungen sind branchenspezifisch. So müssen beispielsweise Bergbaumaschinen nicht nur nahezu rund um die Uhr, sondern auch bei allen Wetterbedingungen laufen. Daher benötigen die Batterien dieser Maschinen eine lange Lebensdauer für den Dauerbetrieb, sehr schnelle Ladezeiten zur Minimierung von Ausfallzeiten und eine hervorragende Leistung bei niedrigen Temperaturen. Landwirtschaftliche Maschinen hingegen müssen schwere Geräte und Anbaugeräte über große Flächen ziehen und benötigen daher Batterien mit hoher Energiedichte.
Der neue IDTechEx-Bericht zeigt jedoch, dass die Maschinengröße eine entscheidende Rolle bei der Wahl des Batterietyps spielt und somit das Kosten-Nutzen-Verhältnis beeinflusst.
Kleinere Maschinen haben aufgrund des begrenzten Batterieraums Einschränkungen und benötigen daher Batterien mit hoher Energiedichte, die ausreichend Kapazität und Laufzeit bieten und gleichzeitig mit der kompakten Bauweise der Maschine kompatibel sind. Größere Maschinen hingegen sind weniger durch Größe oder Gewicht eingeschränkt. Aufgrund ihres Bedarfs an höheren Batteriekapazitäten wird jedoch eine Batterie mit niedrigen Kosten pro kWh bevorzugt, um die Gesamtkosten der Maschine zu minimieren, selbst wenn dies eine geringere Energiedichte bedeutet.
Autor: Pranav Jaswani, Senior-Technologieanalyst
