Welche alternativen Antriebstechniken gibt es für die Landwirtschaft?
Die Subventionen für Agrardiesel laufen aus. Ziel ist es, umweltschädlichen Diesel durch alternative Antriebstechniken in der Landwirtschaft zu ersetzen. Doch was ist möglich?
Foto: Fendt Agco
Bislang gab es durch den subventionierten Agrardiesel wenig Anreize für Landwirte, über alternative Antriebstechniken für ihre Traktoren oder andere Landmaschinen nachzudenken. Mit dem schrittweisen Wegfall der Steuerbegünstigung könnte sich das ändern. Doch welche Alternativen hält der Markt bereit? Welche umweltfreundliche Antriebstechniken sind möglich? Wir haben uns umgeschaut.
Hintergrund: Bund schafft Agrardiesel-Subventionen ab
Die Bundesregierung plant, die Steuervergünstigung für Agrardiesel schrittweise abzubauen. Dieser Schritt ist Teil eines Sparpakets und zielt darauf ab, klimaschädliche Subventionen zu reduzieren. Landwirtschaftsbetriebe, die bisher einen Teil der Energiesteuer für Diesel zurückerstattet bekamen, müssen sich auf Änderungen einstellen. Die Vergütung lag bisher bei 21,48 Cent pro Liter. Die Ampelkoalition hatte ursprünglich vor, diese seit 1951 bestehende Unterstützung sofort vollständig zu streichen. Jetzt erhalten die betroffenen Betriebe jedoch mehr Zeit zur Anpassung.
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In diesem Jahr verringert sich der Erstattungsbetrag um 40 %, gefolgt von weiteren Reduzierungen um jeweils 30 % in den Jahren 2025 und 2026. Ab 2026 soll es keine Subventionen mehr für verbrauchte Dieselmengen geben. Die ursprünglich geplante Abschaffung der Kfz-Steuerbefreiung für Landwirte wurde von der Ampelkoalition nach heftigen Bauernprotesten bereits schnell wieder zurückgezogen.
Womit sollen Traktoren künftig fahren?
Das Branchenportal Agrarheute hat voriges Jahr eine Umfrage gestartet, womit Traktoren künftig fahren sollen. Unter den rund 1700 Stimmen sprach sich fast die Hälfte dafür aus, dass es weiterhin Diesel sein soll, da war das Ende der Agrardieselsubventionen allerdings noch nicht absehbar. Auf dem zweiten Platz landete damals Wasserstoff mit 18 %, gefolgt von E-Fuels.
Lediglich jeder Zehnte wünschte sich, dass Traktoren künftig mit Elektroantrieb fahren. Weniger Zustimmung erhielten lediglich Pflanzenöl mit 7 % sowie klimaneutrales Biomethan mit 6 %. Wir haben uns die umweltfreundlichen Alternativen zu Diesel einmal etwas genauer angeschaut.
Wasserstoff als Alternative zu Diesel?
Wasserstoff könnte Diesel als Treibstoff für landwirtschaftliche Fahrzeuge ersetzen. Sein Vorteil: Bei der Nutzung entstehen keine CO2-Emissionen. Allerdings ist diese Alternative nur dann umweltfreundlich, wenn der für die Herstellung von Wasserstoff benötigte Strom aus erneuerbaren Energien stammt.
Die Verwendung von Wasserstoff in Brennstoffzellen stellt eine Variante des Elektroantriebs dar. Anders als bei herkömmlichen Elektrofahrzeugen, die ihre Batterien extern aufladen, erzeugt eine Brennstoffzelle die Energie direkt während der Fahrt. Es gab bereits mehrere Konzepttraktoren mit Brennstoffzellenantrieb, doch keiner hat bisher den Weg in die landwirtschaftliche Praxis gefunden.
Die Integration von Brennstoffzellen in Traktoren sieht sich mit mehreren Herausforderungen konfrontiert. Zum einen benötigen die Druckbehälter für den komprimierten Wasserstoff viel Platz. Die aktuellen Technologien erlauben es noch nicht, dass ein Traktor unter Volllast lange arbeitet.
Zusätzlich erfordert der Brennstoffzellenantrieb weitere Komponenten wie Kühlung, Inverter und eine Pufferbatterie. Letztere ist notwendig, um die geringe Dynamik des Wasserstoffantriebs auszugleichen. Ein weiteres Problem ist die geringe Anzahl an Wasserstofftankstellen, die nicht auf die Bedürfnisse der Landwirtschaft abgestimmt sind. Zudem sind die Herstellungskosten für ein solches System noch sehr hoch.
Biomethan für Traktoren?
Methan, ein gasförmiger Kraftstoff, rückt aufgrund seiner potenziellen Klimaneutralität in den Fokus. Dies gilt jedoch nur, wenn sowohl die Herstellung als auch die gesamte Prozesskette CO2-neutral sind. Die Verbrennung von Methan setzt nicht mehr Treibhausgase frei, als Pflanzen beim Wachsen aufnehmen. Methan könnte besonders in der Landwirtschaft ein Teil der Lösung sein, da es in Biogasanlagen produziert wird. Allerdings ist Rohbiogas nicht direkt als Treibstoff einsetzbar. Es muss zuerst von Schwefel befreit und das enthaltene CO2 vom Methan getrennt werden. Das resultierende, nahezu reine Methan wird dann verflüssigt oder komprimiert.
Als Treibstoff in der Landwirtschaft ist verflüssigtes Methan, bekannt als Liquefied Natural Gas (LNG), aktuell weniger geeignet. Trotz seiner hohen Energiedichte weist LNG Nachteile auf, etwa die komplexe und energieintensive Verflüssigung und das Risiko der Methanausgasung bei längerem Stehen und höheren Temperaturen. Komprimiertes Methan, bekannt als Compressed Natural Gas (CNG), ist hier praktikabler. Allerdings hat CNG im Vergleich zu Diesel und LNG eine geringere Energiedichte. Dies führt zu großen oder zusätzlichen Tanks und beschränkt aufgrund der begrenzten Speicherkapazität die Reichweite der Fahrzeuge.
Mit Pflanzenöl betriebene Traktoren
Biokraftstoffe wie Rapsöl oder Rapsmethylester, die bereits seit Jahrzehnten existieren, könnten als Übergangstechnologien dienen. Rapsöl, das nahezu dieselbe Energiedichte wie Diesel aufweist (93 %), stellt eine vielversprechende Alternative dar. Ein weiterer Vorteil von Raps ist seine weite Verbreitung in der Landwirtschaft.
Landwirte könnten das gewonnene Rapsöl direkt als Treibstoff verwenden und den Rapskuchen, ein proteinreiches Nebenprodukt, als Tierfutter einsetzen. Allerdings erfordert die Nutzung von Rapsöl und anderen Biokraftstoffen spezifische Anpassungen an den Antriebssystemen von Traktoren, insbesondere in Bezug auf Motorleistung und Schmierung.
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Traktoren mit Elektroantrieb
Elektrisch angetriebene Landmaschinen erscheinen zunächst als innovative Technologie, sind jedoch historisch betrachtet nicht neu. Bereits im 19. Jahrhundert gab es erste Versuche mit kabel- oder batteriebetriebenen Maschinen, die jedoch gegenüber dem Verbrennungsmotor unterlegen waren. Aktuell rückt das Interesse an elektrischen Antrieben für Landmaschinen wieder in den Fokus, angetrieben durch Entwicklungen im Pkw-Sektor. Elektromotoren ersetzen hierbei den Verbrennungsmotor. Sie sind leichter, kompakter, emissionsfrei, erzeugen weniger Abwärme und arbeiten fast geräuschlos.
Allerdings liegt die Herausforderung bei vollelektrischen Systemen in der geringen Energiedichte der Batterien. Dies führt bei steigender Leistung zu hohem Gewicht und großem Volumen der Batterien. Bei kleinen Traktoren, die auf Höfen, zur Grünlandpflege oder im kommunalen Bereich eingesetzt werden, stellt dies noch kein Problem dar. Diese Fahrzeuge können einfach zwischendurch geladen werden.
Bei Großtraktoren mit hohen Leistungsanforderungen und langen Einsatzzeiten sieht es anders aus. Die benötigten Batterien wären derzeit zu schwer – bis zu 25 t bei einem Großtraktor mit Knicklenkung – und hätten lange Ladezeiten. Dadurch sind sie für den Feldeinsatz aktuell nicht praktikabel.
E-Fuels für Traktoren?
E-Fuels könnten theoretisch Diesel in Traktoren ersetzen. Sie sind umweltfreundlicher und kompatibel mit bestehenden Verbrennungsmotoren. Allerdings sind sie derzeit noch kostspielig und im deutschen Energiemix nicht vollständig klimaneutral. Im Jahr 2023 wurde erstmals über die Hälfte des Stroms aus erneuerbaren Energien hergestellt. Bis Deutschland komplett klimaneutralen Strom produziert, werden jedoch noch einige Jahrzehnte ins Land ziehen.
Ein wesentlicher Nachteil von E-Fuels ist ihr geringerer Wirkungsgrad, bedingt durch Energieverluste bei der Umwandlung von Strom in synthetischen Kraftstoff. Dadurch wird mehr erneuerbare Energie für ihre Produktion benötigt, als wenn man den Strom direkt zum Laden eines Traktors nutzt. Experten sind geteilter Meinung, ob E-Fuels eine temporäre Lösung auf dem Weg zur Elektromobilität oder eine dauerhafte Alternative zu Batteriefahrzeugen sind. Dennoch investieren zunehmend mehr Firmen in E-Fuels, um den CO2-Ausstoß im Verkehrsbereich zu reduzieren.
Solarantrieb für den Traktor?
Solarbetriebene Sä- und Hackroboter sind bereits im Einsatz. Diese GPS-gesteuerten landwirtschaftlichen Roboter, die für leichte Aufgaben wie Hackfrucht- und Gemüseanbau konzipiert sind, arbeiten autonom und selbstversorgend.
Sie nutzen einen batteriebasierten Antrieb, wobei der Strom durch Solarzellen generiert wird, die auf den Robotern installiert sind. Die Solarzellen laden die Batterien auf, ermöglichen so einen ganztägigen, kontinuierlichen Betrieb. Jedoch sind Solarantriebe für größere Feldmaschinen aufgrund der erforderlichen umfangreichen Modulflächen nicht geeignet.
Was haben die Hersteller in der Pipeline?
Anders als bei den Autobauern gibt es in der Traktorenbranche noch nicht die ganz große Elektrooffensive. Die Großen haben jedoch durchaus auch alternative Antriebe für Traktoren im Sortiment. Wir stellen Ihnen einige vor.
- Von Fendt gibt es den elektrisch betriebene eVario V 100, der mit 55 kW Dauerleistung und 100 kWh Akkukapazität rund fünf Stunden Betriebszeit bietet. Sein geringer Lärm und die niedrigen Emissionen machen ihn ideal für Stall- und Hofarbeiten. Dank seiner schmalen Breite von 1,76 m ist er auch in Obst- und Weinbergen gut einsetzbar.
- John Deere präsentiert den 6 R 215, einen Traktor, der ausschließlich mit Pflanzenöl betrieben wird. Er erreicht eine Spitzenleistung von 237 PS, ergänzt durch ein Intelligent Power Management mit zusätzlichen 22 PS. Die für den Kraftstoff benötigten Ölsaaten können auf eigenen oder benachbarten Feldern angebaut und lokal verarbeitet werden, was zu einem klimaneutralen Betrieb beiträgt.
- Claas bietet den Axion 960 Terra Trac an, der mit HVO-Diesel, hydriertem Pflanzenöl, bis zu 445 PS leistet. Das Claas Cemos Fahrerassistenzsystem ermöglicht eine Kraftstoffeinsparung von etwa 12 %. Das System Terra Trac reduziert den Reifendruck um 50 % und erhöht die Traktion um 15 %. Bei Verwendung von HVO aus Abfall- und Reststoffen können die CO2-Emissionen um bis zu 90 % gesenkt werden.
- Von New Holland gibt es den T 6180 Methane Power, der mit Biomethan betrieben wird. Er hat ein Tankvolumen von 450 l und erreicht ein maximales Drehmoment von 740 Nm. Dieser Traktor stößt 70 % weniger Stickstoffoxide aus und emittiert 99 % weniger Partikel im Vergleich zu Motoren der Abgasstufe 5. Er eignet sich besonders für Betriebe mit eigener Biogasanlage oder nahe gelegener Tankstelle.
- In den USA ist der fahrerlose E-Traktor MK-V von Monarch Tractor seit dem Sommer im Einsatz. Er bietet 40 PS Dauer- und 70 PS Spitzenleistung bei über 14 Stunden Akkulaufzeit. Optional kann er auch konventionell gefahren werden. Sicherheitsfunktionen wie Kollisionsvermeidung und Personenerkennung gewährleisten eine sichere Arbeitsumgebung für Mensch und Maschine.
