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Was kommt nach dem Diesel?

Fossiler Dieselkraftstoff soll auch im landwirtschaftlichen Bereich weniger eingesetzt werden. Die Alternativen bringen allesamt Einschränkungen mit sich: Traditionelle Biokraftstoffe sind politisch nicht mehr gewünscht. Biomethan oder von Batterien gespeiste Elektromotoren stoßen an Kapazitätsgrenzen. Eine Lösung für alles und alle ist nicht in Sicht.

Gab es da nicht mal eine Antriebsart namens „Dieselmotor“? Noch vor einigen Jahren Aushängeschild der deutschen Autoindustrie, liegt heute sein Anteil bei den Neuzulassungen unter 30%. Elektro- bzw. Hybridautos gehen durch die Decke, auch wenn sie in absoluten Zahlen längst noch nicht mithalten können. Aber wichtiger ist: In die Dieseltechnologie für Autos wird kaum mehr investiert. 2035 soll nach dem Willen auch großer Hersteller Schluss damit sein.

Bei den Schleppern jedoch, zumindest den größeren, wird der Dieselmotor noch lange nicht auf dem Müll der Geschichte landen. Dafür sind seine Leistungscharakteristik einfach zu gut und die Alternativen zu wenig ausgereift. Zudem ist  fossiler Diesel ist einfach noch zu günstig. Aber das könnte sich ändern. Denn der Diesel nimmt unter den Energie-bedingten Emissionen der Landwirtschaft einen Anteil von zwei Dritteln ein. Dieser Wert soll runter. Das funktioniert grundsätzlich über Biokraftstoffe in „normalen“ Dieselmotoren, in verfahrenstechnischen Verbesserungen zur CO2-Vermeidung („Sprit sparen“) und über alternative Antriebe.

Biokraftstoffe sind der naheliegendste und am längsten ausprobierte Weg, die Verbrennung fossiler Rohstoffe zu vermeiden. Aber sie haben eine Leidensgeschichte. Denn der landwirtschaftliche Einsatz von Rapsöl oder Biodiesel ist nicht primär eine Frage der Technik, sondern der Politik. Technische Lösungen für Rapsöl oder reinen Rapsmethylester (B-100) gibt es seit Jahrzehnten und funktionieren auch in neueren Motoren. Die Produkte sind genormt, müssen nicht importiert werden, sind einfach zu lagern und zu tanken und unterliegen keiner Gefahrstoff-Einstufung. Aber ihre Rohstoffe sind auch als Nahrungsmittel nutzbar. Seit der „Tank-Teller-Diskussion“ vor fast 15 Jahren hat die Produktion von Treibstoff aus Anbaubiomasse politisch ein Problem. Und bei der Produktion wird über die Düngung auch klimagefährliches Lachgas freigesetzt, was die Vorteile relativiert.

Gleichzeitig sind die Preisrelationen von Agrardiesel, Biodiesel und Rapsölkraftstoff verzerrt. Einerseits will die Politik fossilen Diesel ersetzen, andererseits fördert sie ihn über die Rückvergütung. Die Steuervergünstigung für die nicht mehr gewünschten Biokraftstoffe der ersten Generation dagegen werden von Jahr zu Jahr fortgeschrieben und enden (vorläufig) mit Ablauf 2021. Zwei Entwicklungen könnten diese Blockade aufheben. Einerseits könnten Altfette, Gülle oder Stroh Raps, Mais oder Palmöl ersetzen. Andererseits hilft eine hohe CO2-Bepreisung von fossilem Diesel den Alternativen.

Ein zweiter Weg ist nicht der Ersatz von Dieselkraftstoff, sondern die Verminderung des Verbrauchs. Spritsparen ist auch Landwirten unmittelbar eingängig, da braucht es keinen großen Überbau namens Klimawandel. Dabei kann es nicht um den Schlepper allein gehen, denn CO2 entsteht ja in sehr unterschiedlichen Arbeitsverfahren. Seit den 1990er Jahren hatte es bereits größere Verbesserungen gegeben, am meisten durch die Kombination von Bodenbearbeitung und Aussaat sowie die Kurzscheibenegge. Aber da scheint kaum Luft nach oben mehr zu sein, im Gegenteil: Der Ersatz von Glyphosat durch mechanische Bearbeitung und der wieder zugenommene Pflugeinsatz bedeuten „klimatisch“ sogar einen Rückschritt. Im Zusammenhang mit der Verfahrenstechnik ruhen die Hoffnungen jetzt auf der Weiterentwicklung automatisierter Abläuft, die nach Schätzungen aus der Industrie bis zu 15% Kraftstoff und damit CO2-Emissionen sparen könnten.

Bleiben als dritter Weg die alternativen Antriebe. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten dafür. Die eine basiert auf modifizierten Verbrennungsmotoren, die mit Methan oder (wenn sie mal attraktiver sind) synthetischen Kraftstoffen betrieben werden. Die andere auf Elektromotoren, die mit Batterien, direkter Stromzufuhr oder über Brennstoffzellen versorgt werden. Seit Jahren stehen „Konzeptschlepper“ auf den Agritechnicas. Eine klare Richtung ist dabei jedoch nicht erkennbar.  

Lange angekündigt, soll der Biomethan-Schlepper von New Holland 2021 wohl als erster „Alternativschlepper“ tatsächlich verkauft werden. Der Sechszylinder mit 180 PS ist sofort an den Gastanks erkennbar. In den Brennraum seines Ottomotors wird reines Methan eingespritzt. Man bezeichnet es als CNG, „compressed natural gas“. Eine Quelle dafür wäre Biogas, dessen 25% CO2-Anteil abgetrennt wird. Denn fossiles Erdgas wäre gegenüber fossilem Diesel kein Fortschritt. Prinzipiell kann man das Methan auch verflüssigen (LNG, „liquid natural gas“). Diese Technik findet man zunehmend in schweren Lkw; sie eröffnet neue Perspektiven für Biogasanlagen. Für landwirtschaftliche Betriebe kommt die aufwendige Verflüssigung jedoch kaum in Frage. Der Nachteil von CNG ist eine im Vergleich zu Diesel um die Hälfte geringere Energiekapazität, die sich in einer geringeren Reichweite und vergleichsweise großen Tanks niederschlägt.Lange angekündigt, soll der Biomethan-Schlepper von New Holland 2021 wohl als erster „Alternativschlepper“ tatsächlich verkauft werden. Der Sechszylinder mit 180 PS ist sofort an den Gastanks erkennbar. In den Brennraum seines Ottomotors wird reines Methan eingespritzt. Man bezeichnet es als CNG, „compressed natural gas“. Eine Quelle dafür wäre Biogas, dessen 25% CO2-Anteil abgetrennt wird. Denn fossiles Erdgas wäre gegenüber fossilem Diesel kein Fortschritt. Prinzipiell kann man das Methan auch verflüssigen (LNG, „liquid natural gas“). Diese Technik findet man zunehmend in schweren Lkw; sie eröffnet neue Perspektiven für Biogasanlagen. Für landwirtschaftliche Betriebe kommt die aufwendige Verflüssigung jedoch kaum in Frage. Der Nachteil von CNG ist eine im Vergleich zu Diesel um die Hälfte geringere Energiekapazität, die sich in einer geringeren Reichweite und vergleichsweise großen Tanks niederschlägt.

Die Energiekapazität ist das große Manko der Batterien. Der (wahrscheinlich in einigen Jahren) erste vollelektrische Schlepper eines Großserienherstellers, der e100 Vario von Fendt, muss bei 68 PS nach vier bis fünf Stunden an die Ladestation. Die Batterie eines 400 PS-Schleppers müsste für zwölf Stunden Betrieb unrealistische 3800 l groß und 12 t schwer sein. Neue Batteriekonzepte scheinen schwieriger umzusetzen als erhofft. Batterien wird man also eher in Hof- und Kommunalschleppern finden – und in all den Kleinrobotern, die demnächst in großer Zahl über die Felder schwärmen sollen.

Von John Deere gibt es eine Konzeptstudie, die ihren Strom über Kabel bezieht. Was auf den ersten Blick skurril anmutet, ist auf den zweiten vielleicht doch eine Option für arrondierte Betriebe mit großen Schlägen. Die findet man aber eher in den USA oder Russland als in Westeuropa. In kleiner strukturierten Regionen wäre die Brennstoffzelle ein Weg, leistungsstarke Elektromotoren zu betreiben. Im Lkw-Bereich ist man hier schon recht nahe an der Praxis. Der Umgang mit Wasserstoff ist allerdings nicht trivial und die Technik teuer. Es gab (von New Holland) vor etwa zwölf Jahren mal einen Versuchstraktor. Dieser Weg wurde zugunsten des Methanschleppers jedoch wieder aufgegeben.  

Fazit. Solange man ihn lässt bzw. die CO2-Abgaben noch niedrig sind, werden Schlepper weiterhin mit fossilem Diesel betrieben. Die Chancen, über die Produktionsverfahren Kraftstoff zu sparen und damit Emissionen zu vermindern, könnten allenfalls in einer vermehrten Automatisierung von Arbeitsgängen bestehen, weil der Mensch als Schwachstelle ausgeschaltet wird. Biosprit ist vor dem Hintergrund der Teller-Tank-Diskussion nur aus Nicht-Nahrungsmitteln eine Option. Bleiben Methan aus der Biogasanlage oder Strom aus Batterien. Es laufen bereits Schlepper damit, aber von einem Durchbruch sind solche alternativen Antriebe noch weit entfernt.      

Thomas Preuße, DLG-Mitteilungen