Koparki elektryczne nie są już przyszłością

Koparki elektryczne nie są już przyszłością

Producenci tacy jak Volvo CE, Caterpillar i Liebherr w ostatnich latach coraz częściej opracowywali modele koparek elektrycznych i doprowadzali je do dojrzałości rynkowej. Rozwój ten wynika z kilku czynników, w tym bardziej rygorystycznych przepisów dotyczących ochrony środowiska, rosnących kosztów paliwa i rosnącej presji na redukcję emisji CO2. Koparki elektryczne oferują zdecydowaną przewagę nad swoimi odpowiednikami napędzanymi silnikiem Diesla. Pracują niemal bezgłośnie, co jest ogromną zaletą, szczególnie w obszarach miejskich i na nocnych budowach. Lokalne emisje są zerowe, co nie tylko jest korzystne dla środowiska, ale także znacznie poprawia warunki pracy mechaników. Dodatkowo silniki elektryczne zapewniają bardziej precyzyjne sterowanie i lepszą reakcję momentu obrotowego, co skutkuje bardziej wydajną pracą.

Różnorodność technologii

„Dla nas rolę odgrywają wyłącznie napędy elektryczne” – podkreśla Wolfgang Rigo, dyrektor zarządzający w Huppenkothen, zapytany, czy napędy alternatywne odgrywają rolę w rozwoju koparek. „Wraz z modelami TB2126E, TB20e i TB260E mamy w naszej ofercie trzy koparki elektryczne, zarówno na sprzedaż, jak i do wynajęcia. Są one szczególnie używane na budowach w centrach miast i do rozbiórek (w pomieszczeniach).”.
Zeppelin wykorzystuje różne technologie, aby zwiększyć wydajność koparek. „My, Zeppelin i Caterpillar, jesteśmy otwarci na technologię w tym zakresie, ponieważ zakładamy, że nie będzie „jednego” rodzaju napędu do maszyn budowlanych” – podkreśla Dominik Dam, dyrektor ds. nowych maszyn i rozwoju produktów w Zeppelin Austria. „Naszym zdaniem różne formy napędu – diesel, diesel-elektryczny, akumulatorowo-elektryczny i wodorowy z ogniwami paliwowymi lub bez – będą współistnieć w przyszłości”.
Czynnikami decydującymi o wyborze rodzaju napędu jest zarówno energochłonność realizowanego zadania, jak i sposób ładowania oraz infrastruktura na placu budowy. „Alternatywne formy napędu, takie jak technologia akumulatorów, będą się nadal rozwijać i mają ogromny potencjał”.
„Alternatywne formy napędu, zwłaszcza maszyny akumulatorowo-elektryczne, coraz częściej wysuwają się na pierwszy plan” – podkreśla Jörg Breuer z Volvo CE. „Decyzja o tej formie napędu jest motywowana różnymi przesłankami, takimi jak wymóg posiadania przez własną firmę maszyn przyjaznych dla klimatu, przetargi wymagające stosowania operacji maszyn przyjaznych dla klimatu czy kalkulacja kosztów i korzyści, które całościowo mogą przemawiać na korzyść maszyn napędzanych elektrycznie”.

Filtry cząstek stałych i SCR spowodowały przede wszystkim wzrost kosztów, zarówno w zakresie zakupu, jak i konserwacji.

Wolfganga Rigo,Hupenkothen

„Od czasu wprowadzenia naszej serii „zeroemisyjnych” zaobserwowaliśmy stały wzrost popytu ze strony naszych klientów. Odkryliśmy, że wynajem maszyn i sprzętu budowlanego o zerowej emisji to szczególnie skuteczny sposób na rozwianie obaw związanych z maszynami zasilanymi akumulatorowo: podczas pracy maszyny elektryczne są tak samo mocne, jak ich konwencjonalne odpowiedniki, a żywotność akumulatorów jest dostosowana do wymagań placu budowy. Pamiętaj, że nasi klienci, gdy tylko sami z nimi zaczną pracować” – wyjaśnia Christian Chudoba, dyrektor zarządzający Dyrektor austriackiego oddziału sprzedaży Wacker Neuson.
Jednakże na drodze do powszechnego wprowadzenia alternatywnych form napędu nadal stoi wiele wyzwań. Ograniczony asortyment koparek elektrycznych – obecnie od czterech do ośmiu godzin w zależności od modelu producenta i przeznaczenia – sprawia, że ​​są one niepraktyczne na przykład na wielu dużych, ciągłych budowach. Ponadto infrastruktura ładowania często wymaga znacznych inwestycji. Ponadto koszty nabycia koparek napędzanych elektrycznie są nadal „znacznie wyższe niż w przypadku porównywalnych modeli z silnikiem Diesla”, jak zauważa Stefan Kuhn, dyrektor zarządzający Kuhn Holding. Szczególnie w napiętych ekonomicznie czasach klienci chętniej wybierają tańsze modele z silnikiem diesla niż droższe modele z napędem elektrycznym – podkreśla ekspert branżowy.

Efektywność energetyczna i ochrona środowiska to istotne parametry naszych prac rozwojowych.

Christian Chudoba, Wacker Neuson

Przeznaczony do wrażliwych obszarów

Alternatywne formy napędu ugruntowałyby się szczególnie szybko w niektórych obszarach zastosowań, wyjaśnia Hans-Werner Eder, dyrektor regionalny DACH w Develon Europe. „Na przykład tam, gdzie wymagana jest praca o niskim poziomie hałasu i emisji. Dotyczy to przede wszystkim obszarów śródmiejskich, wrażliwych ekosystemów, a także architektury naturalnej i krajobrazu”. Użytkownicy odnieśliby korzyści w tych obszarach z kilku korzyści; alternatywne napędy umożliwiają także zastosowanie w szczególnie wrażliwych strefach dzięki „zero emisji i redukcji hałasu”. Istnieją także „przewagi konkurencyjne w przetargach wymagających maszyn przyjaznych dla środowiska”. Ponadto istnieje długoterminowa rentowność ekonomiczna dzięki niższym kosztom eksploatacji i konserwacji oraz budowany jest „innowacyjny wizerunek firmy, który opiera się na zrównoważonym rozwoju i przyszłej rentowności”. „Devleon oczywiście nie ignoruje tego rozwoju – wręcz przeciwnie: w coraz większym stopniu wykorzystujemy możliwości naszych wewnętrznych firm do dalszego rozwijania alternatywnych rozwiązań napędowych.”
Napędy hybrydowe stanowią technologię przejściową, łączącą to, co najlepsze z obu światów. Łączą mniejszy silnik wysokoprężny z podzespołami elektrycznymi, umożliwiając oszczędność paliwa nawet o 20 procent przy jednoczesnej redukcji hałasu. Koparki hybrydowe stanowią atrakcyjną alternatywę, zwłaszcza dla operatorów, którzy nie są jeszcze gotowi na całkowite przejście na elektromobilność. Wodór jako alternatywa napędu jest jednak wciąż na początku rozwoju, ale już wykazuje obiecujące podejścia. W ostatnich miesiącach szeroka gama producentów testowała różnorodne prototypy koparek wodorowych. Technologia ta jest szczególnie interesująca w przypadku dużych koparek, ponieważ ciężar akumulatorów jest czynnikiem ograniczającym.

Standard UE motorem innowacji

Wprowadzenie unijnej normy emisyjnej „Stage V” wymusiło w ostatnich latach na branży wydobywczej wprowadzenie znaczących innowacji technologicznych. Norma ta nie tylko drastycznie ogranicza emisję tlenków azotu i cząstek, ale także po raz pierwszy wprowadziła limity liczby cząstek – pierwsze w świecie maszyn budowlanych. Producenci zareagowali na to, wprowadzając różnorodne technologie oczyszczania spalin. Skutki normy Stage V wykraczają daleko poza samą redukcję emisji. Norma doprowadziła do zasadniczego przeprojektowania wielu koncepcji silników i pobudziła rozwój inteligentnych systemów sterowania silnikiem. Nowoczesne koparki są teraz wyposażone w adaptacyjne sterowanie silnikiem, które optymalizuje wydajność w zależności od sytuacji roboczej, minimalizując jednocześnie zużycie paliwa.
Interesujące jest również to, że zaostrzone standardy pośrednio promowały elektryfikację. Wielu producentów uznało, że złożona i kosztowna obróbka spalin w silnikach wysokoprężnych sprawia, że ​​elektryfikacja jest bardziej atrakcyjna ekonomicznie, szczególnie w przypadku mniejszych koparek. „W wyniku wprowadzenia wytycznych znacznie spadło zużycie paliwa” – wyjaśnia Dam.
„Przejściowo wystąpiły trudności z dostosowaniem silników Stage 3 – zużycie paliwa nawet wzrosło, aby osiągnąć wartości emisji. Jednakże technologia silników posunęła się obecnie dalej i zużycie paliwa uległo znacznemu zmniejszeniu”.
„Efektywność energetyczna i ochrona środowiska to istotne parametry naszych prac rozwojowych. Wymogi prawne stały się w ostatnich latach niezwykle rygorystyczne, zwłaszcza w obszarze przepisów dotyczących emisji”, mówi Chudoba. „Napędy alternatywne stale zyskują na znaczeniu. Dzięki naszemu portfolio produktów o zerowej emisji jesteśmy tutaj bardzo dobrze pozycjonowani, ponieważ nasi klienci mogą już obsługiwać cały plac budowy w centrum miasta bez żadnych lokalnych emisji spalin”.

W napiętych ekonomicznie czasach wyższe koszty koparek napędzanych elektrycznie są dla wielu klientów czynnikiem decydującym o wyborze tańszych koparek napędzanych konwencjonalnie.

Stefana Kuhna, Kuhn Holding

 

Bardziej złożone technologie

„Technologia silnika jest znacznie bardziej złożona niż w przeszłości” – zauważa Breuer. „W szczególności rygorystyczne wymagania dotyczące redukcji tlenków i cząstek azotu oznaczają stosunkowo duży wysiłek w zakresie oczyszczania spalin. Jak już wiadomo w przypadku samochodów ciężarowych, wymaga to redukcji katalitycznej (stosowanie Adblue, przyp. red.) i filtrów cząstek stałych. Stawia to wszystkim producentom dodatkowe wyzwania, takie jak inwestowanie w dodatkowe komponenty technologii silnika i elektroniki, aby osiągnąć określone wartości emisji”.
„Filtr cząstek stałych (od 19 kW, przyp. red.) i SCR (od 56 kW, przyp. red.) przede wszystkim zwiększyły koszty, zarówno w zakresie zakupu, jak i konserwacji” – mówi Rigo. Kuhn widzi również, że klienci stają w obliczu zwiększonych kosztów ze względu na standardy. Ale nie wszyscy widzą rosnące koszty; Eder na przykład uważa, że ​​klienci Develon odnoszą korzyści z niższych kosztów operacyjnych i mniejszej liczby przestojów. „Zgodność z normą EU Stage V napędza ciągłe innowacje w technologii silników w firmie Develon. Nasze maszyny są wyposażone w nowoczesne układy oczyszczania spalin (DPF, DOC, SCR) i spełniają najwyższe standardy ochrony środowiska.”

Klucz do elektryfikacji

Technologia akumulatorów jest kluczowym czynnikiem sukcesu w elektryfikacji koparek. Pojemność akumulatorów nowoczesnych koparek elektrycznych różni się znacznie w zależności od wielkości maszyny. Koparki kompaktowe mają zazwyczaj pojemność akumulatora 20–40 kWh, podczas gdy większe modele mogą osiągnąć nawet 300 kWh. Wydajność ta umożliwia czas pracy od czterech do ośmiu godzin, w zależności od intensywności operacji.
Dla austriackiego przemysłu budowlanego zmiany te stanowią zarówno wyzwania, jak i możliwości. Firmy, które zainwestują w nowe technologie na wczesnym etapie i odpowiednio przeszkolą swoich pracowników, zyskają przewagę konkurencyjną. Jednocześnie postęp technologiczny daje możliwość utrzymania konkurencyjności nawet w kraju o wysokich kosztach pracy, takim jak Austria.