Volvo Construction Equipment entwickelt Radlader L120 Electric mit Parker Hannifin

Elektromobilität

Ohne Angst ins Elektro-Zeitalter

04.02.2025, 11:23 Uhr, aktualisiert 04.02.2025, 13:18 Uhr

KIEL

Volvo Construction Equipment hat gemeinsam mit dem Antriebsspezialisten Parker Hannifin den elektrischen Radlader L120 Electric entwickelt. Fredrik Tjernström vom Volvo-CE-Vertrieb für Elektromobilität und Erik Forsberg, Entwicklungsleiter bei Parker Hannifin, berichten von der fruchtbaren Zusammenarbeit und widerlegen beliebte Elektro-Mythen.

„In den nächsten zehn Jahren wird sich die Bauindustrie in einer Geschwindigkeit transformieren, die wir noch nicht erlebt haben.“ – Fredrik Tjernström, Electromobility Solutions Sales bei Volvo CE. | Foto: Volvo CE

Die Zukunft der Baustelle ist elektrisch, das haben sie bei Volvo Construction Equipment schon vor einigen Jahren erkannt. Und waren einer der ersten Baumaschinenhersteller, die batteriebetriebene Baumaschinen seriennah entwickelten. Auch wenn die Umstellung nicht so schnell und vollständig erfolgen kann wie bei Volvos Automobilsparte – hier soll schon 2030 endgültig Schluss sein mit Verbrennungsmotoren –, so geben die Schweden doch ein klares Bekenntnis zum Elektroantrieb auf Baustellen ab. Das Ziel: die Dekarbonisierung der Bauindustrie. Dabei ist ihnen wichtig, nicht nur Volvo-Minibagger und kompakte Radlader mit Elektroantrieb anzubieten, sondern auch größere Baumaschinen. „Wir haben bereits zuverlässige elektrische Lösungen für unser kompaktes Portfolio. Wir freuen uns, dieses Engagement jetzt mit drei emissionsfreien Innovationen für mittelgroße Baumaschinen in neuen Baureihen und Größen fortsetzen zu können“, sagt Elodie Guyot, die bei Volvo CE den Vertrieb von Elektromobilität in der Region Europa leitet.

Elektrisch angetriebene Baumaschinen haben viele Vorteile

Die neuen Volvo-Radlader L120 Electric und L90 Electric und der Mobilbagger EWR150 Electric bieten Bauunternehmen die bekannten Vorteile des batterieelektrischen Antriebs: Arbeiten in Zonen mit niedrigem CO2-Ausstoß und in lärmempfindlichen Bereichen sowie in Innenräumen ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Belüftungssysteme und außerhalb der üblichen Arbeitszeiten – dank fehlender Abgase und einer leiseren Arbeitsweise. Bauunternehmen können ihren CO2-Fußabdruck verringern, die Betriebskosten senken, neue Geschäftsmöglichkeiten erschließen und Fahrerinnen und Fahrern eine komfortablere Arbeitsumgebung anbieten. Mit den drei neuen Baumaschinen wird dies bald auch in der Größenordnung von 15-20 Tonnen möglich sein. Die Maschinen zeichnen sich durch durchschnittlich 65 Prozent niedrigere Energiekosten, 30 Prozent weniger Wartungsaufwand und keine motorbezogenen Verbrauchsmaterialien aus, was sie zu einer kosteneffizienten Lösung für die Baustelle macht. Außerdem bieten sie die gleiche, mitunter sogar eine bessere Leistung als ihre Diesel-Pendants. Und da sie weniger Lärm, Vibrationen und Hitze verursachen, berichten die Fahrer von angenehmeren Arbeitsbedingungen, geringerer Ermüdung und der Möglichkeit, sich leichter zu verständigen.

Lange Laufzeit und einfaches Laden mit dem Volvo-Radlader L120 Electric

Startete 2023 als Alternative zu Volvos dieselbetriebenem 20-Tonnen-Radlader: der L120 Electric. | Foto: Volvo CE

Der neue batteriebetriebene Radlader Volvo L120 Electric ist deutlich größer als die bisher erhältlichen Modelle L20 Electric und L25 Electric. Als erster Radlader mit einer Hubkraft von sechs Tonnen kommt der 20 Tonnen schwere Volvo L120 Electric für eine Vielzahl von Anwendungen infrage: Baustellen, Häfen und Logistikzentren, Abfallwirtschaft und Recycling sowie Kommunal-, Land- und Forstwirtschaft. Bei den meisten leichten und mittelschweren Aufgaben kann der L120 Electric – je nach Anwendung und Umgebung – mit einer einzigen Ladung zwischen 5 und 9 Stunden lang arbeiten. Wenn seine Akkus leer sind, können sie mit einem 180-kW-Gleichstrom-Schnellladegerät oder dem mobilen Energiespeicher PU500 von Volvo in einer Stunde und 40 Minuten von zehn bis 100 Prozent aufgeladen werden. Mit einem 40-kW-Gleichstrom-Ladegerät, das für die Aufladung über Nacht geeignet ist, kann der Radlader in sieben Stunden geladen werden. Volvos neue Smartphone-App „My Equipment“ gibt den Betreibern Einblick in den Batteriestatus, die Maschinenstunden und den Stromverbrauch und ermöglicht ihnen so, den Ladevorgang effizienter zu verwalten. Volvo CE hat den L120 Electric im 4. Quartal 2024 in ausgewählten Märkten in Europa, der Region International, Indien, Asien, Lateinamerika und Nordamerika eingeführt. Bei der Entwicklung des Radladers hat sich Volvo CE Hilfe bei Parker Hannifin geholt. Die Spezialisten für Antriebstechnik haben in den letzten Jahren erheblich in elektrifizierte Antriebsstränge für mobile Maschinen investiert.

Volvo CE arbeitet beim Radlader L120 Electric mit Parker Hannifin zusammen

Die Drehmomentdichte und Drehzahleigenschaften des GVM Permanentmagnetmotors von Parker liefern die passende Performance für verschiedene Fahrzeugplattformen. Der GVM taugt als Antriebsmotor, für elektrohydraulische Pumpen und Hilfssysteme. | Foto: Parker Hannifin

Und Hilfe ist in der Baumaschinenindustrie auch dringend erwünscht: Die Klimaziele sind unerbittlich, und Politik und Gesellschaft fordern umweltfreundlichere Lösungen, doch die Nachfrage nach Elektro-Baumaschinen ist und bleibt mau – für Hersteller sind die Rahmenbedingungen alles andere als einfach. Fredrik Tjernström seufzt: „Es ist ein Balanceakt. Europa ist sehr differenzierter Markt, wo wir einerseits Länder wie Norwegen und die Niederlande haben, die wirklich die Entwicklung anführen, und auf der anderen Seite Märkte, die sich kaum nennenswert bewegen. Es ist wichtig, in den führenden Märkten präsent zu sein und gleichzeitig zu versuchen, Bewegung in die anderen Märkte zu bringen.“ Volvo CE ist mit seiner Zusammenarbeit mit einem Industriepartner in guter Gesellschaft: Auch andere Baumaschinenhersteller haben sich für diese für sie neue Technik erfahrene Partner gesucht. „Wir haben ambitionierte Roadmaps für unsere Produkte, und wir möchten so viel wie möglich so schnell wie möglich machen, aber wir können nicht alles gleichzeitig machen“, sagt Tjernström. „Deshalb nutzen wir unterschiedliche Formen der Zusammenarbeit, um die Transformation so schnell wie möglich voranzubringen.“

Erik Forsberg, Leiter der Anwendungstechnik bei Volvos Entwicklungspartner Parker Hannifin, sieht in den jeweiligen Kompetenzen der Hersteller den Schlüssel zum Erfolg: „Es war ganz entscheidend, dass wir, um die Marktanforderungen zu erfüllen und die elektrifizierten Maschinen in den Markt zu bekommen, zusammengearbeitet haben und beide das getan haben, was wir jeweils am besten können.“ Parker Hannifin entwickelte also das Elektrifizierungs-Kit – Elektromotoren, Inverter, Batterien – und die Software für die elektronische Steuerung. Volvo CE kümmerte sich zum Beispiel darum, dass der Radlader die hohen Leistungsanforderungen erfüllte und die Komponenten des Elektrifizierungs-Kits sich bestmöglich in die Maschine einfügten.

„Viele dieser Komponenten sind noch neu für die Baumaschinenindustrie. Deshalb ist es wichtig, dass wir schnell auf den Markt gehen und lernen, wie wir damit arbeiten müssen.“ – Erik Forsberg, Leiter Anwendungstechnik bei Parker Hannifin. | Foto: Parker Hannifin

Elektroantrieb in Baumaschinen löst Berührungsängste aus

Probleme hat Volvo CE noch immer mit der Akzeptanz der Technik bei den Anwendern, und das, obwohl inzwischen viele Hersteller batterieelektrische Baumaschinen im Portfolio haben, die Technik also in der Breite im Markt angekommen ist. „Das ist ein Missverständnis, dass ich draußen auf den Baustellen, bei Kunden oft angetroffen habe: Bevor sie die elektrischen Baumaschinen ausprobiert haben, denken sie, es seien Spielzeuge, die die Arbeit nicht ordentlich verrichten. Dabei ist das vollkommen falsch: Bei Volvo CE entwickeln wir ausschließlich Maschinen, die mindestens so leistungsfähig wie ihr Diesel-Pendant sind“, so Tjernström. Erik Forsberg von Parker Hannifin erklärt, was das im Radlader L120 Electric bedeutet: „Wir haben den Dieselmotor durch einen Elektromotor ersetzt, und dieser Elektromotor hat dieselbe Spitzenleistung wie der Dieselmotor, aber in einem viel breiteren Drehzahlbereich. Tatsächlich fühlt sich die Maschine im Betrieb stärker an, das ist das Feedback, das wir von Anwendern bekommen.“ Dass die Technik funktioniert, steht also inzwischen außer Frage – zumindest bei denen, die sie bereits auf ihren Baustellen einsetzen. Etwas Nachholbedarf sieht Tjernström allenfalls auf einem anderen Gebiet: „Das Problem ist nicht mehr die technische Machbarkeit. Das Problem ist, organisatorisch dafür bereit zu sein. Wir müssen lernen, wie wir mit dieser Technik arbeiten müssen, wie wir dafür planen müssen, wie wir sie auf Baustellen einsetzen.“

Bauunternehmen haben „Reichweitenangst“ – Mobile Stromspeicher bieten Abhilfe

Mit einem Gewicht von rund 900 kg und einer Größe von 1.200 x 900 x 900 mm eignet sich der Volvo PU40 als mobiler oder stationärer Stromspeicher. | Foto: B_I MEDIEN/Stellmach

Beim Auto wird die Diskussion um die Elektromobilität von der Sorge um die Reichweite dominiert. Ganz ähnlich scheint es in der Bauindustrie zu sein. Forsberg: „Leute in der Bauindustrie haben dieselbe Reichweitenangst [wie Autofahrer], dabei gibt es auf dem Markt eine Vielzahl von Geräten, um ihre Maschinen draußen auf den Baustellen aufzuladen. Mit Hochvolt-Gleichstrom-Ladetechnik ermöglichen sie ihnen, die Geräte häufiger zwischendurch aufzuladen, zum Beispiel in der Mittagspause oder in anderen kurzen Pausen. Diese Geräte ermöglichen ihnen da draußen eine große Autonomie.“

Volvo CE hat gerade einen solchen mobilen Energiespeicher neu vorgestellt: Der PU40 wurde speziell für die kompakte Baumaschinen von Volvo CE, aber auch von anderen Herstellern entwickelt. Mit seiner Akkukapazität von rund 40 kWh reicht er aus, um beispielsweise zwei Volvo-Minibagger EC18 wieder vollständig aufzuladen. Mit 900 kg Gewicht ist er dabei noch vergleichsweise problemlos auf der Baustelle händelbar, zumindest verglichen mit dem rund 7.000 kg schweren PU500 aus dem Volvo-Produktangebot. Hier hat man schon einen 3,0 mal knapp 2,50 Meter großen Container vor sich, der aber, das ist Volvo CE wichtig zu betonen, noch mit einem L120 Radlader verfahren werden kann, also keinen extra Kran auf der Baustelle benötigt. Ein weiterer Vorteil des mobilen Energiespeichers PU40 ist, dass er nicht nur kompakte elektrische Baumaschinen von Volvo CE und anderen Marken laden kann, sondern auch Elektrogeräte wie etwa Bohrmaschinen und Sägen. Das Aufladen des PU40 kann über einen 6-kW-Wechselstrom-Anschluss am Stromnetz erfolgen, wodurch die Kosten für Spitzenlast vermieden werden können. Alternativ ist eine Schnellladung über ein 17-kW-Gleichstromladegerät möglich.

Soweit die Maschinentechnik. Aber wie ist es mit der Verfügbarkeit von Strom auf der Baustelle, also mit der Ladeinfrastruktur? Tjernström: „Ich denke, das ist eine der beiden größten Herausforderungen, die wir in der Bauindustrie zurzeit haben, und in den meisten Fällen ist das Vorhalten der Stromkapazitäten der limitierende Faktor.“

Einfach Stecker rein und für eine neue Arbeitsschicht aufladen - das geht beim Volvo L120 Electric Radlader mit einem 40-kW-Gleichstrom-Ladegerät über Nacht, mit einem 180-kW-Gleichstrom-Schnellladegerät oder mit dem mobilen Energiespeicher PU500 von Volvo. | Foto: Volvo CE

Lithium-Ionen-Batterien in elektrischen Baumaschinen sind kein besonderes Sicherheitsrisiko

Auch die Frage der Sicherheit von Lithium-Ionen-Akkus ist nach vereinzelten Fällen von Akkubränden in Elektroautos in der öffentlichen Diskussion allgegenwärtig. Die auch in der Bauindustrie weitverbreitete Angst vor der Akkutechnik versucht Tjernström zu entkräften: „Wenn etwas passiert, ist es sehr gefährlich, weil es schwierig ist, einen Akkubrand zu löschen. Aber das Risiko dafür ist sehr gering“, sagt er. „Und wir sollten auch bedenken: Der Grund für die meisten Brände an Baumaschinen ist das Material, mit dem sie arbeiten, zum Beispiel verschiedene Arten von Staub, der sich an heißen Oberflächen wie etwa am Turbolader des Dieselmotors entzündet. Und dieses Risiko ist beim Elektromotor nicht vorhanden, weil es keine heißen Oberflächen gibt.“ Beide Techniken hätten Vor- und Nachteile, doch die, sagt Tjernström, seien „absolut beherrschbar“. Viele Volvo-Kunden würden batteriebetriebene Maschinen untertage oder im Tunnelbau einsetzen, und sie hätten die Risiken sorgfältig analysiert. „Wir haben auch Risiken, die neu für die Baubranche sind wie die hohen Stromspannungen in den Baumaschinen“, fügt er hinzu. „Das erfordert eine gute Ausbildung und einige andere Kompetenzen als die, die wir gewohnt sind. Das ist aber kein größeres Risiko, sondern es ist ein neuer Kompetenzbereich, den wir uns aneignen müssen.“

Forsberg ergänzt: „In jeder einzelnen Batteriezelle gibt es Diagnosesysteme, die erkennen können, wenn es ein Problem gibt. Wenn das der Fall ist, wird es identifiziert und die Maschine in einen sicheren Zustand versetzt. Wir haben also einen besseren Einblick, was in der batteriebetriebenen Baumaschine passiert, als das in einer vergleichbaren dieselbetriebenen Baumaschine der Fall ist.“ Dafür hat Volvo CE die neue Smartphone-App „My Equipment“ freigeschaltet. Sie gibt den Nutzern Einblick in den Batteriestatus, die Maschinenstunden und den Stromverbrauch und hilft ihnen so, die Betriebszeit zu maximieren und den Ladevorgang effizienter zu verwalten.

Nachhaltigkeit: CO2-Rucksack ist bei Baumaschinen viel kleiner

Auch der Umweltnutzen elektrisch angetriebener Baumaschinen wird immer mal wieder angezweifelt. Zu unrecht, meint Tjernström: „Unsere Lebenszyklusuntersuchungen, die den gesamten Zeitraum von den verwendeten Rohstoffen bis zum Nutzungsende der Maschine abdecken, ergeben einen großen [ökologischen] Vorteil der elektrischen Baumaschinen. Selbst wenn die Umweltauswirkungen der Batterieproduktion höher sind, können Sie das im Betrieb sehr schnell kompensieren. Ein Grund dafür ist, dass der Anteil der Batterien am Maschinengewicht in einer Baumaschine viel geringer ist als in einem Auto. Der andere wesentliche Unterschied ist die Nutzung: Baumaschinen produzieren tagein tagaus. Die CO2-Amortisation bemisst sich in Monaten, nicht in Jahren.“ Tjernström rechnet vor: „Ein L120 Radlader verbraucht üblicherweise 10-12 Liter Diesel pro Stunde. Wenn Sie die Stunden und die Jahre addieren, bekommen Sie eine Vorstellung davon, welche enorme Menge CO2 Sie einsparen können.“ Forsberg stimmt zu: „Der größte Teil der CO2-Emissionen einer Baumaschine wird in der Nutzung freigesetzt, nicht in der Produktion.“

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Großes Potenzial für Elektroantrieb in der Bauindustrie

Die Entwicklung der elektrischen Antriebstechnik geht so schnell voran, dass Hersteller ständig nach Wegen suchen, sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Ladetechnik ihrer Maschinen zu verbessern. „In den nächsten zehn Jahren wird sich die Bauindustrie in einer Geschwindigkeit transformieren, die wir noch nicht erlebt haben“, sagt Tjernström. „Das ist eine sehr schnelle Entwicklung. Unsere Branche ist das nicht so gewohnt; normalerweise finden größere Veränderungen alle zehn Jahre oder so statt. Wir müssen uns daran gewöhnen, dass wir alle zwei oder drei Jahre wesentliche Entwicklungsschritte haben werden. Wir machen große Fortschritte bei der Weiterentwicklung dieser Technik. Die Herausforderung ist jetzt, sie im größeren Maßstab anzuwenden.“ Das bestätigt auch Erik Forsberg, der außerdem noch ein weiteres Potenzial für den Elektroantrieb ausgemacht hat: „Eine Herausforderung wird sein, die guten Lösungen, die wir bereits haben, auf ein breiteres Spektrum von Baumaschinen anzuwenden und dabei nicht nur auf die neuen Baumaschinen zu schauen, sondern auch darauf, wie wir die bestehende Baumaschinenflotte vollelektrisch umrüsten können.“

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