Kann der Lkw-Verkehr Wasserstoff für Baumaschinen erschließen?

Wasserstoff dümpelt seit Jahren am Rande des Marktes für Baumaschinen herum – technisch vielversprechend, aber durch Kosten, Infrastruktur und die Tatsache, dass Bauunternehmer ihre Maschinen nicht mit einem kaum verfügbaren Brennstoff betanken können, ausgebremst.

Deshalb könnte eine neue europäische Initiative zur Beschleunigung des Wasserstofftransports im Lkw-Bereich weit über den Straßenverkehr hinaus von Bedeutung sein. Volvo Group, Daimler Truck, Toyota, Bosch, Air Liquide, TotalEnergies, TEAL Mobility und MB Energy arbeiten daran, die Markteinführung neuer Fahrzeuge mit dem Ausbau der Tankinfrastruktur und einer wettbewerbsfähigeren/verfügbareren Wasserstoffversorgung abzustimmen. Sollte es dem Lkw-Verkehr gelingen, die bisher fehlende Größenordnung und das entsprechende Netzwerk für Wasserstoff zu schaffen, könnte beispielsweise die Baumaschinenbranche davon profitieren.

Die Frage ist, ob das ausreichen wird, um wasserstoffbetriebene Maschinen vom Prototypenstadium zur praktischen Option weiterzuentwickeln.

Wie Wasserstoff den Bau antreiben könnte

Für Baumaschinen wird Wasserstoff über zwei Haupttechnologiewege erforscht: Brennstoffzellen und Verbrennungsmotoren. Brennstoffzellen erzeugen Strom durch eine elektrochemische Reaktion, der Motoren und Hydraulik antreibt. Wasserstoff-Verbrennungsmotoren verbrennen Wasserstoffgas in Verbrennungsmotoren, die herkömmlichen Dieselmotoren sehr ähnlich sind. Diese Wasserstofflösungen konkurrieren im Bereich emissionsfreier oder emissionsarmer Energieversorgung mit batterieelektrischen Systemen und Biokraftstoffen.

Obwohl OEMs regelmäßig ankündigen, Wasserstoffprototypen zu testen, ist es bezeichnend, dass keiner dieser Prototypen kommerziell erhältlich zu sein scheint. (Der oben abgebildete Wasserstoff-Verbrennungsmotor-Baggerlader von JCB bildet hier die Ausnahme und bestätigt die Regel.)

Die Vorteile von Wasserstoff gegenüber Diesel liegen in den emissionsfreien Abgasen (bei Verwendung von Brennstoffzellen), der hohen Energiedichte, dem schnellen Betanken, dem hohen Drehmoment und dem geringen Geräuschpegel. Allerdings gibt es noch zahlreiche Herausforderungen zu bewältigen. Und das, bevor wir Wasserstoff überhaupt mit batterieelektrischen Antrieben und Diesel vergleichen.

Warum Wasserstoff weiterhin schwer zu vermarkten ist

Das erste Problem sind die Brennstoffkosten. Wasserstoff ist kein natürlicher Rohstoff. Er wird (vorzugsweise) aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Solarenergie gewonnen. Die Umwandlung dieser Energie in Wasserstoff und zurück in Strom ist im Vergleich zur Speicherung in einer Batterie sehr ineffizient. Zudem sind Brennstoffzellen teuer, da sie kostspielige Komponenten wie Hochdrucktanks und Platinkatalysatoren enthalten.

Ben Wade, ein 19-jähriger Brite und Baumaschinenführer, präsentiert auf der Bauma 2025 einen neuen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Prototyp von Hyundai. Neben seiner Tätigkeit auf Messen arbeitet Wade im Forstsektor als Maschinenführer und erstellt Inhalte für seine Social-Media-Kanäle. Bild: Mitchell Keller

Zweitens fehlt es an der entsprechenden Versorgungsinfrastruktur. Wasserstoff ist nicht flächendeckend verfügbar, und sein Einsatz in Lkw und Bussen auf der Straße ist nach wie vor sehr gering. Derzeit wird fast der gesamte Wasserstoff (99 %) in industriellen Anwendungen wie Raffinerien, Düngemittelwerken und Stahlwerken verwendet. Für ein Bauunternehmen ist er schlichtweg keine praktikable Ressource, und das Fehlen einer landesweiten Tankstelleninfrastruktur macht den Einsatz von Wasserstoff zur Energieversorgung von Geräten von vornherein unmöglich.

Der dritte Punkt betrifft fahrzeuginterne Probleme. Aufgrund des Tankvolumens ist die Speicherkapazität eines Fahrzeugs begrenzt. Wasserstoff hat zwar eine hohe Energiedichte, aber seine Energie pro Volumeneinheit ist deutlich geringer als die von Diesel. Daher benötigt man große Hochdrucktanks, um die gleiche Reichweite bzw. Laufzeit wie mit Diesel zu erreichen. Alternativ wären kleinere Tanks und häufigeres Betanken nötig. Dies ähnelt dem Problem batterieelektrischer Maschinen, nur dass die Betankung einer Wasserstoffmaschine wesentlich schneller geht. Zudem ist die Zuverlässigkeit empfindlicher Wasserstoffkomponenten in der Maschine noch nicht erwiesen.

Das vierte Hindernis ist die Sicherheit. Wasserstoff ist hochentzündlich und hat eine unsichtbare Flamme. Die Industrie wird umfangreiche Schulungen durchführen und neue Standards anwenden müssen, bevor sie diesen neuen Kraftstoff einsetzen kann.

Wasserstoff-Befürworter arbeiten an der Bewältigung vieler dieser Herausforderungen. Höhere Produktionsmengen dürften dazu beitragen, die Kosten sowohl für Wasserstoff als auch für Brennstoffzellentechnologie zu senken. Die Umwandlung von Wasserstoff in Trägerstoffe wie Ammoniak könnte zudem die Speicherung und den Transport vereinfachen. In Regionen mit reichlich und kostengünstiger erneuerbarer Energie, wie beispielsweise Teilen Australiens, könnte die lokale Wasserstoffproduktion auch für Anwendungen mit hohem Nutzlastbedarf wie Muldenkipper und Lokomotiven wirtschaftlich sinnvoll sein. Wir sind jedoch weiterhin der Ansicht, dass es eine große Herausforderung darstellt, Wasserstoff für Baumaschinen so zu entwickeln, dass die Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu Diesel- und batterieelektrischen Maschinen niedriger sind. Wenn ein Bauunternehmer eine emissionsfreie Baumaschine erwerben möchte, stehen ihm zahlreiche batterieelektrische Optionen zur Verfügung. Sicherlich bringen auch diese Maschinen ihre eigenen Herausforderungen mit sich, aber sie sind bereits erhältlich und erfüllen ihren Zweck.

Die G20-Wasserstoffflasche kann von Hand gewechselt werden, es wird kein Werkzeug benötigt. (Bild: Niftylift).

Was passiert, wenn Wasserstoff per Lkw transportiert wird?

Aktuell bleibt der batterieelektrische Antrieb für die meisten Baumaschinen die praktikablere emissionsfreie Option, da die Maschinen, Ladelösungen und die dazugehörige Infrastruktur bereits vorhanden sind. Wasserstoff hat in puncto Kosten, Verfügbarkeit, Speicherung und nachgewiesener Zuverlässigkeit noch erheblichen Aufholbedarf.

Doch die erneuten Bemühungen um Wasserstoff-Lkw könnten die Situation grundlegend verändern. Gelingt es dem Straßenbausektor, die Produktion auszuweiten, die Kraftstoffkosten zu senken und die bisher fehlende Tankinfrastruktur für Wasserstoff aufzubauen, könnten auch Baumaschinen und andere Baugeräte von diesem Ökosystem profitieren. Der Lkw-Verkehr mag zwar nicht alle Herausforderungen für Wasserstoff im Bauwesen lösen, aber er könnte endlich einige der größten Hürden beseitigen, die die Technologie bisher im Prototypenstadium gefangen gehalten haben.

Ob das ausreicht, um Wasserstoff für Baumaschinen nutzbar zu machen, bleibt abzuwarten. Doch erstmals seit Langem könnte die Antwort ebenso sehr von den Entwicklungen auf den Autobahnen abhängen wie von denen auf den Baustellen.

Robert Droogleever ist Berater beim Off-Highway-Beratungsunternehmen abcg.