B_I umweltbau: Wie ist der technische Status quo aus Ihrer Sicht bei Hybridanlagen und bei vollelektrischen Bohranlagen?

Sebastian Wurm, Geschäftsführer Prime Drilling GmbH: Als Hybridanlagen bezeichnen wir bei Prime Drilling Bohranlagen, bei denen die Hydraulik wie gewohnt erhalten bleibt, der Antrieb jedoch über einen Elektromotor erfolgt. Vollelektrische Anlagen hingegen werden nahezu vollständig über Elektromotoren betrieben; hydraulische Komponenten werden auf ein Minimum reduziert.

Hybridanlagen bieten bereits heute eine sehr ausgereifte, zuverlässige Technik. Von Anfang an war es unser Ziel, ein elektrisches Konzept zu entwickeln, das so einfach aufgebaut ist, dass nahezu jeder Elektriker weltweit die Anlage verstehen, warten und im Bedarfsfall instand setzen kann. Dafür setzen wir auf robuste Standardkomponenten und eine einfache Steuerung. Die Hydraulik bleibt nahezu identisch zur bewährten Dieseltechnik, wodurch Bedienung und Wartung weitgehend unverändert bleiben. Unsere Hybridanlagen verbinden somit bewährte Robustheit mit den Vorteilen eines elektrischen Antriebs: hohe Effizienz, reduzierte Emissionen, eine sehr einfache Wartung und bei Kunden mit mehreren Prime Drilling-Bohranlagen müssen kaum zusätzliche Verschleißteile vorgehalten werden.

Unsere vollelektrischen Anlagen verbinden hohe Energieeffizienz mit präziser Steuerung, geringem Wartungsaufwand und besonders leisem Betrieb. Dank der hohen Effizienz elektrischer Antriebe lässt sich der Energiebedarf erheblich senken, was in der Praxis zu einer spürbaren Reduktion des Kraftstoffverbrauchs führt. Die modulare Bauweise ermöglicht zudem eine hohe Anpassungsfähigkeit – etwa für zukünftige Anforderungen oder den Einsatz alternativer Energiequellen wie Batteriespeicher. Durch die enge Anlehnung an unsere etablierte Anlagentechnik bleibt der Umgang mit vollelektrischen Systemen für viele Anwender vertraut, was Bedienung und Wartung erheblich erleichtert.

Sowohl Hybrid- als auch vollelektrische Anlagen lassen sich flexibel an Generatoren, Stromnetze oder kombinierte Energiesysteme anschließen – und bieten damit höchste Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Einsatzszenarien.

Boris Böhm, Business Development & Equipment, Max Streicher GmbH & Co. KG aA: Regenerative Energien gewinnen immer mehr an Bedeutung. Um diesen zukunftsweisenden Trend aufzugreifen, wurde das gesamte Antriebssystem der HDD-E-Serie von Streicher vollelektrisch ausgelegt. Neben einem höheren Wirkungsgrad überzeugen unsere Anlagen durch zahlreiche weitere Vorteile.

Ferner verfügen unsere HDD-E-Anlagen über eine Boost-Funktion. Während des Betriebs können zeitweise höhere Zug- und Druckkräfte abgerufen werden, wodurch neben einer höheren Flexibilität auch ein breiteres Einsatzspektrum gewährleistet wird.

Für uns stellt die Entwicklung einer Hybridanlage keine Option dar, da sie in Bezug auf Umweltaspekte, Energiemanagement sowie technologische Weiterentwicklung keine nennenswerten Vorteile bieten würde und somit nicht zu unserer strategischen Ausrichtung passt.

Marco Fiedler, Produktmanager HDD, und Marius Porst, Business Developer Pipeline, Herrenknecht AG: Vollelektrische HDD-Rigs bieten zahlreiche Vorteile gegenüber hydraulischen Anlagen. Einer davon: die Energieeffizienz. Durch die Reduzierung von Umwandlungsprozessen werden Reibungsverluste im System minimiert. Die Leistung des Generators kann zudem flexibel auf sämtliche Verbraucher verteilt werden, was eine optimale Betriebsweise ermöglicht. Beispielsweise kann die Mischanlage auf der Baustelle ausgeschaltet werden, wenn das Rig Peaklasten zieht, und der Mischbetrieb wieder aufgenommen werden, wenn das Rig weniger Leistung zieht. Dies führt zu einem effizienteren Betrieb der Generatoren.

Ein weiterer Vorteil ist die Betriebsflexibilität. Vollelektrische Rigs können an diverse Generatoren (Diesel, Gas, Wasserstoff) und Batteriespeicher sowie an ein lokales Stromnetz angeschlossen werden. Dies ermöglicht einen nachhaltigen Betrieb, insbesondere bei Anschluss an erneuerbare Energiequellen. Das Rig kann so emissionsfrei betrieben werden. Hinzukommt, dass der Treibstoffverbrauch im Generatorbetrieb reduziert wird.

Für Bauprojekte in Naturschutzgebieten sind vollelektrische Rigs die beste Wahl. Sie erfüllen die Auflagen im Bereich der Schadstoffemissionen und minimieren das Leckagerisiko durch den reduzierten Einsatz von Hydraulik.

Elektrisch betriebene Rigs tragen zu einer Geräuschreduzierung um 10 DBA bei. Dies entspricht einer Halbierung des wahrgenommenen Geräusches für das menschliche Ohr. Elektrische Antriebe erfordern darüber hinaus weniger Wartung als Dieselmotoren. Das Steuerverhalten ist direkter, da elektrische Antriebe schneller auf Steuerbefehle reagieren. Schäden durch ruckartige Richtungswechsel können durch eine von Herrenknecht verbaute Dämpfung in der Steuerung vermieden werden.

Hybrid-HDD-Rigs bieten ebenfalls eine flexible Leistung des Generators, wodurch eine optimale Betriebsweise ermöglicht wird. Sie sind robust und erprobt, insbesondere in der Wartung. Auch Hybrid-Rigs können an diverse Generatoren und Batteriespeicher sowie an ein lokales Stromnetz angeschlossen werden, was einen nahezu emissionsfreien Betrieb ermöglicht. Der Treibstoffverbrauch im Generatorbetrieb wird ebenfalls reduziert.

Hybrid-Rigs ermöglichen eine reduzierte Geräuschkulisse im Vergleich zu konventionellen dieselbetriebenen Rigs und sind alleinstehend preiswerter als vollelektrische und dieselhydraulische Anlagen. Dies muss allerdings den Mehrkosten der Beschaffung eines geeigneten Stromerzeugers gegenübergestellt werden.

Da bei hybriden Anlagen eine große Menge Hydrauliköl zum Einsatz kommt, steigt auch das Risiko von größeren Ölleckagen. Für Projekte in Naturschutzgebieten sollte dies vorab beachtet werden. Hybride Anlagen sind zwar in der Beschaffung günstiger, haben aber aufgrund des geringeren Wirkungsgrads eine verringerte Effizienz. Inwieweit sich die Kosten kompensieren, muss im Einzelfall geprüft werden.

B_I umweltbau: Wo besteht Verbesserungsbedarf bei Hybridanlagen und vollelektrischen?

Wurm: Bei Hybridanlagen sehen wir derzeit nur punktuelle Ansätze zur Weiterentwicklung. Ein Beispiel ist die Möglichkeit, das Einrichten der Anlage künftig akkubetrieben durchzuführen – entsprechende Lösungen befinden sich bereits in der Entwicklung.

Im Bereich der vollelektrischen Anlagen liegt das größte Zukunftspotenzial. Ein zentraler Fokus liegt derzeit auf der Entwicklung kompakterer Bauformen und der wirtschaftlichen Optimierung elektrischer Antriebskomponenten, um künftig auch kleinere Bohranlagen effizient vollelektrisch betreiben zu können. Derzeit ist der Einsatz vollelektrischer Systeme insbesondere bei Anlagen ab etwa 80 Tonnen Zugkraft wirtschaftlich sinnvoll.

Ein weiterer Vorteil zeigt sich im deutlich geringeren Wartungsaufwand vollelektrischer Antriebe im Vergleich zu dieselhydraulischen Systemen. Zudem arbeiten wir intensiv daran, Wartung und Komponententausch weiter zu vereinfachen, sodass möglichst viele Servicearbeiten direkt vom Kunden selbst vor Ort durchgeführt werden können. In der Praxis zeigt sich bereits, dass viele unserer Kunden gezielt elektrisches Fachpersonal aufbauen und sich der Betrieb vollelektrischer Anlagen zunehmend reibungslos in bestehende Strukturen integriert.

Ein wesentliches Zukunftspotenzial vollelektrischer Systeme liegt in ihrer Wirtschaftlichkeit: Trotz höherer Anfangsinvestitionen übertreffen sie hybride Lösungen langfristig durch geringeren Energieverbrauch und reduzierte Betriebskosten, insbesondere bei größeren Projekten mit anspruchsvollen Umweltanforderungen.

Böhm: Verbesserungsbedarf besteht aus unserer Sicht weniger auf technischer Ebene, sondern vielmehr im Bereich der Akzeptanz seitens Planer und Auftraggeber. Die vorhandenen technischen Möglichkeiten – insbesondere im Bereich vollelektrischer Anlagen – werden aktuell noch zu wenig genutzt. Eine verstärkte Nutzung dieser Technologien würde nicht nur ökologische Vorteile bringen, sondern auch den Weg in eine nachhaltigere Bauweise ebnen.

Um diesen Wandel zu fördern, braucht es aus unserer Sicht gezieltere und umfangreichere Fördermaßnahmen, die den Einsatz emissionsarmer Technologien attraktiver machen. Hybridanlagen sehen wir hingegen weiterhin nicht als zukunftsfähige Option, da sie weder ökologisch noch technologisch signifikante Vorteile bieten.

Fiedler/Porst: Die Grenzen vollelektrischer HDD-Rigs sind gleichzeitig auch dessen Potenziale. Bislang sind zwei verschiedene Antriebsklassen erhältlich. Die Erweiterung der Produktpalette hängt an der Nachfrage am Markt, was durch politische Rahmenbedingungen und die Bedürfnisse der Auftraggeber bedingt ist. In den Niederlanden werden E-Rigs heute bereits von der Regierung gefördert. Derzeit ist am Markt noch der Entwicklungsbedarf bei einigen Komponenten für elektrifizierte Antriebe zu beachten. Die höheren Preise als bei konventionellen Antrieben werden mit zunehmender Weiterentwicklung und Nachfrage sinken.

Das Potenzial hybrider Rigs liegt im Einsatz von Batteriesystemen für den Einrichtbetrieb, der meist noch dieselhydraulisch erfolgt. Das Anlaufverhalten sollte ganzheitlich betrachtet werden. Ein Stern-Dreieck-Anlauf ist kostengünstig, erfordert jedoch einen hohen Anlaufstrom, wodurch der Generator für den regulären Betrieb der alleinstehenden Anlage überdimensioniert ist. Wenn der Generator für alle Verbraucher ausgelegt wird, können diese nacheinander hochgefahren werden. Alternativ sind Anläufe mithilfe eines Frequenzumrichters denkbar, jedoch mit höheren Kosten verbunden.

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