ISBN 978-3-8439-5696-3

978-3-8439-5696-3, Reihe Energietechnik

Felix Klabunde
Technisch-wirtschaftliche Analyse der Energieversorgung mobiler Arbeitsmaschinen mit postfossilen Antriebssystemen in der Landwirtschaft

245 Seiten, Dissertation Technische Universität Braunschweig (2025), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Als einer der Hauptakteure der dezentralen Energieerzeugung kommt der Landwirtschaft bereits heute eine wichtige Rolle in der Energiewende zu. Neben den weitverbreiteten Photovoltaik- und Windenergieanlagen ermöglichen landwirtschaftlich betriebene Biomassekraftwerke die Bereitstellung wetterunabhängiger elektrischer und thermischer Energie. Der Betrieb der Landmaschinen ist hingegen noch vom Einsatz fossiler Kraftstoffe geprägt. Zur Reduktion des Kraftstoffeinsatzes können zukünftig alternative Antriebssysteme eingesetzt werden, die anteilig über lokale erneuerbare Energien und das Stromnetz versorgt werden.

Im Rahmen dieser Dissertation wird die Transformation eines landwirtschaftlichen Maschinenparks vom Dieselbetrieb hin zu alternativen Antriebssystemen simulativ untersucht. Der Fokus liegt dabei auf der technisch-ökonomischen Untersuchung der Energieversorgung durch erneuerbare Energien und dem Stromnetz. Die Simulationen zeigen, dass der Batteriebetrieb nicht für alle Maschinentypen infrage kommt und schwere Arbeiten in der Feldbewirtschaftung andere Antriebssysteme benötigen. Ein derartiges Antriebssystem kann der Kabelbetrieb sein, bei dem die Landmaschine kontinuierlich mit Energie versorgt wird. Dieses System eignet sich hingegen nicht für mobile Arbeiten (z. B. Transportfahrten). Solche Arbeiten können von Landmaschinen mit Wechselbatterien oder Brennstoffzellen durchgeführt werden. Im Rahmen der durchgeführten Netzberechnungen wird zudem gezeigt, dass die Umstellung auf elektrische Antriebssysteme einen Mittelspannungsanschluss des Landwirtschaftsbetriebs grundsätzlich voraussetzt.

Die Wirtschaftlichkeit alternativ betriebener Landmaschinen ist im Vergleich zu dieselbetriebenen nur unter der Annahme fallender Kostenbestandteile und steigender Dieselkosten gegeben. Gleichzeitig können gezielte Subventionen und Gesetze dazu beitragen, die Transformation zu alternativen Antriebssystemen in der Landwirtschaft zu beschleunigen.