Elgrävmaskiner är inte längre ett framtidsscenario

Elgrävmaskiner är inte längre ett framtidsscenario

Tillverkare som Volvo CE, Caterpillar och Liebherr har i allt större utsträckning utvecklat modeller av elektriska grävmaskiner de senaste åren och fört dem till mognad på marknaden. Denna utveckling drivs av flera faktorer, bland annat skärpta miljöbestämmelser, stigande bränslekostnader och det växande trycket att minska CO2. Elgrävmaskiner erbjuder avgörande fördelar jämfört med sina dieseldrivna motsvarigheter. De arbetar nästan ljudlöst, vilket är en stor fördel, särskilt i tätorter och på nattliga byggarbetsplatser. De lokala utsläppen är noll, vilket inte bara gynnar miljön utan också avsevärt förbättrar arbetsförhållandena för maskinisterna. Dessutom erbjuder elmotorer mer exakt kontroll och bättre vridmomentsvar, vilket resulterar i effektivare drift.

Teknikens mångfald

"För oss är det bara elektriska drivningar som spelar roll", betonar Wolfgang Rigo, VD på Huppenkothen, på frågan om alternativa drivningar spelar en roll i utvecklingen av grävmaskiner. "Med modellerna TB2126E, TB20e och TB260E har vi tre elgrävmaskiner i vårt sortiment, både till försäljning och för uthyrning. Dessa används särskilt på innerstadsbyggen och för (inomhus)rivning."
Zeppelin förlitar sig på olika tekniker för att göra grävmaskiner mer effektiva. "Vi, Zeppelin och Caterpillar, är öppna för teknik i denna fråga eftersom vi antar att det inte kommer att finnas "en" typ av drivning för entreprenadmaskiner," betonar Dominik Dam, chef för nya maskiner och produktutveckling på Zeppelin Österrike. "Enligt vår uppfattning kommer olika former av drivning – diesel, dieselelektrisk, batterielektrisk och vätgas med och utan bränsleceller – att finnas samexistera i framtiden."
De avgörande faktorerna för vilken typ av drivning som väljs är både energiintensiteten för den uppgift som ska utföras och laddningen och infrastrukturen på byggarbetsplatsen. "Alternativa drivformer som batteriteknik kommer att fortsätta att utvecklas och ha stor potential."
"Alternativa drivformer, särskilt batterielektriska maskiner, kommer alltmer i förgrunden", betonar Jörg Breuer från Volvo CE. "Beslutet till förmån för denna form av körning motiveras av olika skäl, såsom kravet på att det egna företaget ska använda klimatvänliga maskiner, anbud som kräver användning av klimatvänlig maskindrift eller en kostnads-/nytto-kalkyl, som sammantaget kan tala för eldrivna maskiner."

Dieselpartikelfilter och SCR har framför allt ökat kostnaderna, både vad gäller inköp och underhåll.

Wolfgang Rigo,Huppenkothen

"Vi har sett en stadig ökning av efterfrågan från våra kunder sedan introduktionen av vår "nollutsläppsserie". Vi har funnit att hyra av nollutsläppsbyggnadsmaskiner och utrustning är ett särskilt effektivt sätt att skingra farhågor kring batteridrivna maskiner: I drift är de elektriska maskinerna lika kraftfulla som sina konventionella motsvarigheter och batteritiden är utformad för att möta kraven på byggarbetsplatserna så fort de själva förklarar våra kristna kunders krav. Chudoba, verkställande direktör för Österrikiska Wacker Neuson försäljningsbolag.
Det finns dock fortfarande en mängd olika utmaningar som står i vägen för det omfattande införandet av alternativa former av drivkraft. Det begränsade utbudet av elektriska grävmaskiner – för närvarande mellan fyra och åtta timmar beroende på tillverkarens modell och avsedd användning – gör dem opraktiska för till exempel många stora, sammanhängande byggarbetsplatser. Dessutom kräver laddinfrastrukturen ofta betydande investeringar. Dessutom är anskaffningskostnaderna för eldrivna grävmaskiner fortfarande "betydligt högre än för jämförbara dieselmodeller", som Stefan Kuhn, verkställande direktör för Kuhn Holding, påpekar. Speciellt i ekonomiskt spända tider är det mer sannolikt att kunderna väljer de billigare dieselmodellerna snarare än de dyrare modellerna med eldrift, som branschexperten betonar.

Energieffektivitet och miljöskydd är viktiga parametrar för vårt utvecklingsarbete.

Christian Chudoba, Wacker Neuson

Förutbestämd för känsliga områden

Alternativa former av drivning skulle etableras särskilt snabbt inom vissa användningsområden, förklarar Hans-Werner Eder, distriktschef DACH på Develon Europe. "Till exempel där det krävs lågbuller- och lågutsläppsarbeten. Det gäller framför allt innerstadsområden, känsliga ekosystem samt natur- och landskapsarkitektur." Användare skulle dra nytta av flera fördelar inom dessa områden; alternativa drivsystem möjliggör även användning i särskilt känsliga zoner tack vare deras "nollutsläpp och bullerreduktion". Det finns också ”konkurrensfördelar i anbud som kräver miljövänliga maskiner”. Dessutom finns det långsiktig ekonomisk bärkraft genom lägre drifts- och underhållskostnader och en "innovativ företagsimage som förlitar sig på hållbarhet och framtida livskraft" håller på att byggas upp. "Devleon ignorerar naturligtvis inte denna utveckling – tvärtom: vi använder i allt högre grad vår interna kapacitet för att vidareutveckla alternativa drivlösningar."
Hybriddrev representerar en övergångsteknologi för att kombinera det bästa av två världar. De kombinerar en mindre dieselmotor med elektriska komponenter, vilket möjliggör bränslebesparingar på upp till 20 procent samtidigt som buller minskar. Hybridgrävmaskiner erbjuder ett attraktivt alternativ, särskilt för förare som ännu inte är redo för den fullständiga övergången till elektromobilitet. Vätgas som drivalternativ är dock fortfarande i början av utvecklingen, men visar redan lovande tillvägagångssätt. Under de senaste månaderna har en mängd olika prototyper av vätgasgrävmaskiner testats av ett stort antal tillverkare. Tekniken är särskilt intressant för stora grävmaskiner, eftersom vikten på batterierna är en begränsande faktor.

EU-standard som drivkraft för innovation

Införandet av EU:s utsläppsstandard "Steg V" har tvingat schaktindustrin att göra betydande tekniska innovationer de senaste åren. Denna standard begränsar inte bara drastiskt utsläppen av kväveoxider och partiklar, utan införde också gränser för antalet partiklar för första gången - en första gång i entreprenadmaskinervärlden. Tillverkarna reagerade på detta med en mängd olika tekniker för efterbehandling av avgaser. Effekterna av Stage V-standarden går långt utöver att bara minska utsläppen. Standarden ledde till en fundamental omdesign av många motorkoncept och sporrade utvecklingen av intelligenta motorstyrsystem. Moderna grävmaskiner har nu adaptiva motorkontroller som optimerar prestandan beroende på arbetssituationen samtidigt som bränsleförbrukningen minimeras.
Det är också intressant att de strängare standarderna indirekt främjade elektrifiering. Många tillverkare insåg att den komplexa och dyra avgasefterbehandlingen av dieselmotorer gjorde elektrifiering mer ekonomiskt attraktivt, särskilt för mindre grävmaskiner. "Bränsleförbrukningen har minskat avsevärt som ett resultat av riktlinjerna", förklarar Dam.
"Det var korta anpassningssvårigheter med Steg 3-motorerna - bränsleförbrukningen ökade till och med för att uppnå utsläppsvärdena. Men motortekniken har nu kommit längre och det finns betydande minskningar av bränsleförbrukningen."
"Energieffektivitet och miljöskydd är väsentliga parametrar för vårt utvecklingsarbete. De juridiska kraven har blivit enormt strängare de senaste åren, särskilt inom området för utsläppslagstiftning", säger Chudoba. "Alternativa drivsystem fortsätter att öka i betydelse. Vi är mycket väl positionerade här med vår nollutsläppsportfölj, eftersom våra kunder redan kan driva en hel innerstadsbyggarbetsplats utan några lokala avgasutsläpp."

I ekonomiskt spända tider är de högre kostnaderna för eldrivna grävmaskiner en avgörande faktor för att många kunder ska föredra billigare, konventionellt drivna grävmaskiner.

Stefan Kuhn, Kuhn Holding

 

Mer komplexa tekniker

"Motortekniken är betydligt mer komplex än tidigare", påpekar Breuer. "Särskilt de stränga kraven på att reducera kväveoxider och partiklar innebär en relativt hög ansträngning vid avgasefterbehandling. Som redan är känt för lastbilar kräver detta katalytisk reduktion (användning av 'Adblue', reds. anm.) och partikelfilter. Detta ställer alla tillverkare inför ytterligare utmaningar, såsom att investera i de elektroniska komponenterna för motorns angivna värde för att uppnå det angivna värdet på motortekniken."
– Dieselpartikelfiltret (från 19 kW, reds. anm.) och SCR (från 56 kW, reds. anm.) har framför allt ökat kostnaderna, både vad gäller inköp och underhåll, säger Rigo. Kuhn ser också kunderna konfronteras med ökade kostnader på grund av standarderna. Men alla ser inte stigande kostnader; Eder tror till exempel att Develons kunder gynnas av lägre driftskostnader och färre stilleståndstider. "Överensstämmelse med EU Steg V driver kontinuerlig innovation inom motorteknik hos Develon. Våra maskiner är utrustade med moderna avgasefterbehandlingssystem (DPF, DOC, SCR) och uppfyller de högsta miljökraven."

Nyckeln till elektrifiering

Batteriteknik är den kritiska framgångsfaktorn för elektrifiering av grävmaskiner. Batterikapaciteten hos moderna elgrävmaskiner varierar mycket beroende på maskinens storlek. Kompaktgrävmaskiner har vanligtvis 20-40 kWh batterikapacitet, medan större modeller kan nå upp till 300 kWh. Dessa kapaciteter möjliggör drifttider på fyra till åtta timmar, beroende på operationens intensitet.
För den österrikiska byggindustrin innebär denna utveckling både utmaningar och möjligheter. Företag som investerar i ny teknik i ett tidigt skede och utbildar sina anställda därefter kommer att få konkurrensfördelar. Samtidigt erbjuder tekniska framsteg möjligheten att förbli konkurrenskraftig även i ett land med höga arbetskostnader som Österrike.