JCB hatte zur Presseveranstaltung geladen. Vor allem in Wasserstoffmotoren sehen die Engländer die Zukunft.

Im Kompaktbereich hat JCB schon Minibagger, kleine Dumper, Teleskoplader und Gabelstapler mit Akku-Elektroantrieben entwickelt. Es kommt zudem in Kürze eine elektrische Version des Hofladers 403 auf den Markt.

Die Anzahl der verkauften E-Fahrzeuge bei JCB verdoppelt sich seit der Markteinführung vor drei Jahren etwa jährlich. Den größeren Anteil an Emissionen stoßen allerdings die Großgeräte aus. Um das von der EU erklärte Ziel, bis 2050 CO2-neutral zu werden, zu erreichen, steckt JCB schon mitten in der Entwicklung neuer Antriebe.

Verschiedene Ideen für den Antrieb

Von der Idee eines Akku-betriebenen Schleppers oder Baggers hat sich JCB schnell verabschiedet. Denn um die nötige Energie zu speichern, wären die Akkus zum Beispiel bei einem klassischen 200 PS-Schlepper mit einer 750 kWh-­Kapazität etwa 7 t schwer. Zudem wären die Kosten für den Schlepper etwa viermal so hoch wie bisher. Die lange Ladedauer von Akkus ist zudem ein Problem im Arbeitsalltag.

Als Alternative gibt es zurzeit unter anderem folgende Kraftstoffe:

• HVO (hydriertes Pflanzenöl)
• Methangas
• E-Fuels
• Ammoniak

Um diese mit erneuerbaren Energien, sprich Strom aus Windkraft oder Photovoltaik, herzustellen, muss häufig erst Wasserstoff erzeugt werden. Anschließend lässt man diesen mit anderen Stoffen, wie zum Beispiel Kohlenstoff, reagieren. Diesen Schritt möchten man sich sparen und setzt direkt auf Wasserstoff.

Der erste Gedanke, reinen Wasserstoff zu nutzen, war der Einsatz einer Brennstoffzelle. 2020 entwickelte man deshalb einen 20 t-Bagger mit Brennstoffzelle, die den Wasserstoff in Strom umwandelt, der dann Elektromotoren antreibt.

Für den Startvorgang und kurzzeitige Lastspitzen hat die Maschine zusätzlich einen 6 kWh-Akku integriert. Diesen Bagger konnten wir uns live in einem Steinbruch ansehen. Vorteil der Technik: Der Bagger ist sehr leise.

Nachteile der Brennstoffzelle: Sie benötigt Platin und ist unter anderem deshalb sehr teuer. Unter staubigen Bedingungen ist sie nicht sehr robust. Zudem muss z. B. das Kühlerpaket sehr groß ausgeführt sein. Denn während die Betriebstemperatur beim Diesel um etwa 105 °C liegt, beträgt sie bei der Brennstoffzelle nur 60 °C. Durch den kleineren Temperaturunterschied zur Umgebung lässt sich die Kühlflüssigkeit nicht so gut abkühlen. Das würde laut JCB den Kühler um das 2,7-fache vergrößern.

Wasserstoffmotor auf Basis des Dieselmotors

Nach diesem Projekt entwickelte JCB einen Wasserstoffmotor. Die Grundkomponenten kommen von den eigenen Dieselmotoren. Besonders aber die Einspritzung mussten die Ingenieure anpassen. Der Wasserstoff strömt mit nur 11 bar in die Brennkammer (im Gegensatz beim Diesel mit bis zu 2.000 bar). Der Turbolader muss deutlich mehr Luft in die Kammer pressen. Eine Zündkerze entzündet das Gemisch. Es bleibt etwa 300 °C warmer Wasserdampf zurück, der ausgestoßen wird.

Laut JCB bleibt der Drehmoment- und der Leistungsverlauf komplett identisch zu den bisherigen Dieselmotoren. Im Einsatz hört sich der Wasserstoffmotor recht ähnlich zu einen Dieselmotor an, subjektiv vielleicht minimal leiser.

Ein Problem bleibt die Speicherkapazität. Zwar kann 1 kg Wasserstoff 3 l Diesel ersetzen, doch die Dichte von Wasserstoff ist sehr gering. Selbst unter 350 bar Druck passen in einen Kubikmeter lediglich ca. 25 kg Wasserstoff. Bei 700 bar sind es 40 kg.

Die Maschinen sollen den Wasserstoff mit bis zu 350 bar speichern. Dabei hat der Baggerlader zurzeit gut 5 kg an Bord. Den Telelader gibt JCB mit 10 kg Tankinhalt an. Das soll für „normale“ Arbeitstage reichen. Für härtere Einsätze hat JCB eine eigene, mobile Tankstation entwickelt. Hier lagern unter 700 bar bis zu 100 kg Wasserstoff. Das Tanken der Fahrzeuge ist sehr einfach und dauert nur wenige Minuten.