Elektrische graafmachines zijn niet langer een toekomstscenario

Elektrische graafmachines zijn niet langer een toekomstscenario

Fabrikanten als Volvo CE, Caterpillar en Liebherr hebben de afgelopen jaren steeds meer modellen elektrische graafmachines ontwikkeld en tot volwassenheid op de markt gebracht. Deze ontwikkeling wordt aangedreven door verschillende factoren, waaronder strengere milieuregels, stijgende brandstofkosten en de groeiende druk om de CO2-uitstoot te verminderen. Elektrische graafmachines bieden beslissende voordelen ten opzichte van hun tegenhangers op diesel. Ze werken vrijwel geruisloos, wat een groot voordeel is, vooral in stedelijke gebieden en op nachtelijke bouwplaatsen. De lokale uitstoot is nul, wat niet alleen het milieu ten goede komt, maar ook de werkomstandigheden voor de machinisten aanzienlijk verbetert. Bovendien bieden elektromotoren een nauwkeurigere regeling en een betere koppelrespons, wat resulteert in een efficiëntere werking.

Diversiteit van technologie

“Voor ons spelen alleen elektrische aandrijvingen een rol”, benadrukt Wolfgang Rigo, Managing Director bij Huppenkothen, op de vraag of alternatieve aandrijvingen een rol spelen bij de ontwikkeling van graafmachines. “Met de modellen TB2126E, TB20e en TB260E hebben wij drie elektrische graafmachines in ons assortiment, zowel te koop als te huur. Deze worden met name ingezet op binnenstedelijke bouwplaatsen en voor (inpandige) sloopwerkzaamheden.”
Zeppelin vertrouwt op verschillende technologieën om graafmachines efficiënter te maken. “Wij, Zeppelin en Caterpillar, staan ​​open voor technologie op dit gebied, omdat we ervan uitgaan dat er niet ‘één’ type aandrijving voor bouwmachines zal zijn”, benadrukt Dominik Dam, hoofd New Machines & Product Development bij Zeppelin Austria. “Volgens ons zullen er in de toekomst verschillende vormen van aandrijving – diesel, dieselelektrisch, batterij-elektrisch en waterstof met en zonder brandstofcellen – naast elkaar bestaan.”
Doorslaggevend voor het gekozen type aandrijving zijn zowel de energie-intensiteit van de uit te voeren taak als de laad- en infrastructuur op de bouwplaats. “Alternatieve aandrijfvormen zoals batterijtechnologie zullen zich blijven ontwikkelen en hebben een groot potentieel.”
“Alternatieve vormen van aandrijving, vooral batterij-elektrische machines, komen steeds meer op de voorgrond”, benadrukt Jörg Breuer van Volvo CE. “De keuze voor deze vorm van aandrijving wordt ingegeven door verschillende redenen, zoals de eis dat het eigen bedrijf klimaatvriendelijke machines moet inzetten, aanbestedingen die de inzet van klimaatvriendelijke machinebediening vereisen of een kosten-batenberekening, die over het geheel genomen in het voordeel van elektrisch aangedreven machines kan spreken.”

Dieselroetfilters en SCR hebben vooral geleid tot hogere kosten, zowel qua aanschaf als qua onderhoud.

Wolfgang Rigo,Huppenkothen

"We hebben een gestage toename van de vraag van onze klanten gezien sinds de introductie van onze 'zero-emissie'-serie. We hebben ontdekt dat het huren van zero-emissie-bouwmachines en -apparatuur een bijzonder effectieve manier is om de zorgen over op batterijen werkende machines weg te nemen: tijdens het gebruik zijn de elektrische machines net zo krachtig als hun conventionele tegenhangers en de levensduur van de batterij is ontworpen om aan de vereisten op de bouwplaats te voldoen. Vergeet niet dat onze klanten er zelf mee aan de slag gaan", legt Christian Chudoba uit, Managing Director van het Oostenrijkse verkoopbedrijf Wacker Neuson.
Er zijn echter nog steeds verschillende uitdagingen die de wijdverspreide introductie van alternatieve vormen van aandrijving in de weg staan. De beperkte actieradius van elektrische graafmachines – momenteel tussen de vier en acht uur, afhankelijk van het model van de fabrikant en het beoogde gebruik – maakt ze bijvoorbeeld onpraktisch voor veel grote, aaneengesloten bouwplaatsen. Daarnaast vergt de laadinfrastructuur vaak flinke investeringen. Bovendien zijn de aanschafkosten van elektrisch aangedreven graafmachines nog steeds “aanzienlijk hoger dan die van vergelijkbare dieselmodellen”, zoals Stefan Kuhn, directeur van Kuhn Holding, opmerkt. Vooral in economisch moeilijke tijden zullen klanten eerder kiezen voor de goedkopere dieselmodellen dan voor de duurdere modellen met elektrische aandrijving, zo benadrukt de branchedeskundige.

Energie-efficiëntie en milieubescherming zijn essentiële parameters van ons ontwikkelingswerk.

Christian Chudoba, Wacker Neuson

Voorbestemd voor gevoelige gebieden

Alternatieve vormen van aandrijving zouden in bepaalde toepassingsgebieden bijzonder snel ingeburgerd raken, legt Hans-Werner Eder, District Manager DACH bij Develon Europe uit. "Bijvoorbeeld waar werk met weinig geluid en lage emissies vereist is. Dit omvat vooral binnenstedelijke gebieden, gevoelige ecosystemen en natuur- en landschapsarchitectuur." Gebruikers zouden op deze gebieden profiteren van verschillende voordelen; alternatieve aandrijvingen maken ook gebruik in bijzonder gevoelige zones mogelijk dankzij hun “nul-emissies en geluidsreductie”. Ook zijn er “concurrentievoordelen bij aanbestedingen waarbij milieuvriendelijke machines nodig zijn”. Bovendien is er economische levensvatbaarheid op de lange termijn door lagere bedrijfs- en onderhoudskosten en wordt er een “innovatief bedrijfsimago opgebouwd dat steunt op duurzaamheid en toekomstige levensvatbaarheid”. “Devleon negeert deze ontwikkeling uiteraard niet – integendeel: we maken steeds meer gebruik van onze interne bedrijfscapaciteiten om alternatieve aandrijfoplossingen verder te ontwikkelen.”
Hybride aandrijvingen vertegenwoordigen een overgangstechnologie om het beste van twee werelden te combineren. Ze combineren een kleinere dieselmotor met elektrische componenten, waardoor een brandstofbesparing tot 20 procent mogelijk is en tegelijkertijd de geluidsoverlast wordt verminderd. Hybride graafmachines bieden een aantrekkelijk alternatief, vooral voor operators die nog niet klaar zijn voor de volledige overstap naar elektromobiliteit. Waterstof als aandrijfalternatief staat echter nog aan het begin van de ontwikkeling, maar laat al veelbelovende benaderingen zien. De afgelopen maanden zijn door een breed scala aan fabrikanten diverse prototypes van waterstofgraafmachines getest. De technologie is vooral interessant voor grote graafmachines, omdat het gewicht van de accu’s een beperkende factor is.

EU-norm als motor van innovatie

De introductie van de EU-emissienorm ‘Stage V’ heeft de grondverzetindustrie de afgelopen jaren gedwongen tot belangrijke technologische innovaties. Deze norm beperkt niet alleen de uitstoot van stikstofoxide en deeltjes drastisch, maar introduceerde voor het eerst ook limieten voor het aantal deeltjes - een primeur in de wereld van bouwmachines. Fabrikanten reageerden hierop met een verscheidenheid aan uitlaatgasnabehandelingstechnologieën. De effecten van de Stage V-norm gaan veel verder dan alleen het verminderen van de uitstoot. De norm leidde tot een fundamenteel herontwerp van veel motorconcepten en stimuleerde de ontwikkeling van intelligente motorregelsystemen. Moderne graafmachines hebben nu adaptieve motorbedieningen die de prestaties optimaliseren afhankelijk van de werksituatie en tegelijkertijd het brandstofverbruik minimaliseren.
Interessant is ook dat de strengere normen indirect de elektrificatie bevorderden. Veel fabrikanten erkenden dat de complexe en dure uitlaatgasnabehandeling van dieselmotoren elektrificatie economisch aantrekkelijker maakte, vooral voor kleinere graafmachines. “Het brandstofverbruik is als gevolg van de richtlijnen flink gedaald”, legt Dam uit.
"Er waren kortstondige aanpassingsproblemen met de Stage 3-motoren - het brandstofverbruik ging zelfs omhoog om de emissiewaarden te bereiken. De motortechnologie is nu echter verder gevorderd en er is een aanzienlijke vermindering van het brandstofverbruik."
“Energie-efficiëntie en milieubescherming zijn essentiële parameters van ons ontwikkelingswerk. De wettelijke eisen zijn de afgelopen jaren enorm strenger geworden, vooral op het gebied van de emissiewetgeving”, zegt Chudoba. "Alternatieve aandrijvingen worden steeds belangrijker. Met ons zero-emissieportfolio zijn we hier zeer goed gepositioneerd, omdat onze klanten nu al een volledige binnenstedelijke bouwlocatie kunnen exploiteren zonder enige lokale uitlaatemissie."

In economisch moeilijke tijden zijn de hogere kosten van elektrisch aangedreven graafmachines voor veel klanten een doorslaggevende factor om de voorkeur te geven aan goedkopere, conventioneel aangedreven graafmachines.

Stefan Kuhn, Kuhn Holding

 

Complexere technologieën

“De motortechnologie is aanzienlijk complexer dan in het verleden”, legt Breuer uit. “Vooral de strenge eisen voor het terugdringen van stikstofoxiden en deeltjes betekenen een relatief hoge inspanning bij de nabehandeling van uitlaatgassen. Zoals al bekend bij vrachtwagens vereist dit katalytische reductie (gebruik van ‘Adblue’, noot van de redactie) en roetfilters. Dit stelt alle fabrikanten voor extra uitdagingen, zoals het investeren in extra componenten voor motortechnologie en elektronica om de opgegeven emissiewaarden te bereiken.”
“Het dieselroetfilter (vanaf 19 kW, noot van de redactie) en SCR (vanaf 56 kW, noot van de redactie) hebben vooral de kosten doen stijgen, zowel qua aanschaf als qua onderhoud”, zegt Rigo. Kuhn ziet klanten ook geconfronteerd worden met hogere kosten als gevolg van de normen. Maar niet iedereen ziet stijgende kosten; Eder is bijvoorbeeld van mening dat klanten van Develon profiteren van lagere bedrijfskosten en minder stilstandtijden. "Het voldoen aan EU Stage V stimuleert voortdurende innovatie op het gebied van motortechnologie bij Develon. Onze machines zijn uitgerust met moderne uitlaatgasnabehandelingssystemen (DPF, DOC, SCR) en voldoen aan de hoogste milieunormen."

De sleutel tot elektrificatie

Batterijtechnologie is de kritische succesfactor voor de elektrificatie van graafmachines. De batterijcapaciteiten van moderne elektrische graafmachines variëren sterk, afhankelijk van de grootte van de machine. Compacte graafmachines hebben doorgaans een batterijcapaciteit van 20-40 kWh, terwijl grotere modellen tot 300 kWh kunnen bereiken. Deze capaciteiten maken bedrijfstijden mogelijk van vier tot acht uur, afhankelijk van de intensiteit van de operatie.
Voor de Oostenrijkse bouwsector vertegenwoordigen deze ontwikkelingen zowel uitdagingen als kansen. Bedrijven die in een vroeg stadium investeren in nieuwe technologieën en hun medewerkers dienovereenkomstig opleiden, zullen concurrentievoordelen behalen. Tegelijkertijd bieden de technologische ontwikkelingen de mogelijkheid om concurrerend te blijven, zelfs in een land met hoge arbeidskosten als Oostenrijk.