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Der Ponsse EV1 ist ein Prototyp eines Forwarders mit vollelektrischem Antrieb. Bild: Ponsse

Zeitschriften | Verband & Politik – Lesezeit 2 min.

Zuerst kommt das Energiesparen, dann die Rückgewinnung

Systeme zur Energierückgewinnung sind fast so alt wie Elektromotoren und Hydraulikantriebe. Sie sind aber relativ komplex in der Umsetzung. Darum werden sie im Wald nur in gewissen und spezifischen Bereichen eingesetzt.

Alain Douard | Schon Anfang des 20. Jahrhunderts speisten Elektrolokomotiven Strom in die Oberleitung zurück, indem sie das Prinzip des regenerativen Bremsens nutzten. Dieses Prinzip nutzt die Fähigkeit von Elektromotoren, als Generatoren zu funktionieren und so eine Bremskraft auszuüben, wenn sie der Bewegungsenergie eines Fahrzeugs oder einer Last ausgesetzt sind, die sich verlangsamt respektive absenkt. Es gibt auch Arme von Hydraulikkränen, die bei Abwärtsbewegungen Druckbehälter wieder aufladen. Vor etwas mehr als zehn Jahren wurden Prototypen im Wald vorgeführt.

Solche Vorrichtungen werden nur noch selten eingesetzt. Es handelt sich um komplexe Vorrichtungen. Bei Harvestern und Forwardern setzen grosse Maschinenhersteller gemäss eigenen Aussagen lieber generell auf die Optimierung des Dieselverbrauchs und die Steigerung der Effizienz von Motoren, Getrieben und Hydrauliksystemen. Die raue Waldumgebung, die kurzen Bewegungszyklen von Forstkränen und Holzerntemaschinen, die Kosten der Systeme im Verhältnis zu den erwarteten Einsparungen und die Frage nach ihrer Zuverlässigkeit unter wechselhaften Bedingungen sind keine günstigen Voraussetzungen. Bei Kränen bleibt die Rückgewinnung von elektrischer oder hydraulischer Energie daher vorwiegend grossen, stationären Anlagen vorbehalten, beispielsweise im Hafenbereich.

Längere Zyklen sind besser geeignet

Eine Ausnahme sind im Forstbereich die Seilkräne. Entsprechend gross ist hier auch das Angebot an elektrisch angetriebenen Laufwagen. Diese halbstationären Anlagen haben längere Bewegungszyklen und werden auf Strecken mit grossen Höhenunterschieden eingesetzt. Dieser Umstand ist für jene Vorrichtungen zur Energierückgewinnung günstig, die ein hohes Potenzial für regeneratives Bremsen bieten.

Der österreichische Hersteller Koller ist mit seinem serienmässigen Elektro-Hybrid-Kippmast «K410e-H» Pionier auf diesem Gebiet (vgl. «WALD und HOLZ» 4/25). Das Modell ist eigentlich eine vollelektrische Maschine, die ihren Strom aus Hochleistungskondensatoren bezieht. Zug-, Rückhol- und Montageseilwinden sind allesamt elektrisch, und die Kondensatoren werden durch die Talfahrt und die Bremsung des Laufwagens und seiner allfälligen Last wieder aufgeladen. Erst wenn die Ladung der Kondensatoren unter einen bestimmten Schwellenwert fällt, kommt der Dieselgenerator zum Einsatz. Insgesamt nutzt der Seilkran bis etwa 70 % des zurückgewonnenen Stroms. In der Bergabseilung kann es sogar noch mehr sein. Entsprechend gross ist denn auch die Reduktion des Dieselverbrauchs.

Autonom bergauf fahren

Im letzten Juni stellte der italienische Hersteller Monchiero an der Forstmesse Forexpo in Frankreich erstmals seine «Voltwinch» vor. Es handelt sich um eine synchronisierte Traktionswinde. Solche Winden unterstützen den Vortrieb und die Bremsung von Harvestern und Forwardern in steilen Geländen, wo solche Fahrzeuge ohne Hilfe nicht fahren könnten. Die Voltwinch ist mit einem 80-PS-Elektromotor ausgestattet, der bergab Strom produziert und seine Batterien auflädt. Im Gegensatz zu Konkurrenzmodellen, die mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind oder durch die Hydraulik des gezogenen Fahrzeugs angetrieben werden, funktioniert dieses Gerät ausschliesslich mit Strom. Erst wenn die Batterien leer sind, springt ein integrierter Generator vorübergehend ein, der von einem Hydraulikverteiler des gezogenen Fahrzeugs gespeist wird. Die regenerative Bremsung durch die Traktionswinde sorgt auch hier für eine Einsparung von fossilem Brennstoff. Die Voltwinch bringt einen weiteren Vorteil mit sich: Da ihr Generator nur selten zum Einsatz kommt, steht dem Harvester oder dem Forwarder die gesamte Hydraulikleistung zum Antrieb seiner Werkzeuge oder seiner Räder zur Verfügung.

Im Bereich der Seilkrananlagen bieten zahlreiche Hersteller Hybrid- oder sogar vollelektrische Laufwagen an, die mit eingebauten Batterien betrieben werden. Die Marke Bergwald des italienischen Herstellers Hochleitner zum Beispiel stellte auf der Forstmesse in Luzern zwei Modelle aus. Die Schweizer Firma Schilter Seilbahn- und Metallbau GmbH bietet ein neues Modell an, das Superkondensatoren verwendet. Die Liste ist bei Weitem nicht vollständig. Im besten Fall reicht die regenerative Bremsleistung der Laufwagen bei Bergabfahrten aus, um ihre Energieautonomie zu gewährleisten. Dadurch wird auch der CO₂-Ausstoss begrenzt. In gewissen Fällen ist das ein Argument, das Forstbetriebe und Waldbesitzer geltend machen können.

Hybride Rückgewinnung

Auf Harvestern oder Forwardern sind Energierückgewinnungssysteme selten, weil ihre Integration sehr komplex ist. Logset produziert mit seinen Modellen «8H» und «12H GTE Hybrid» zwei der wenigen Ausnahmen. Der Hersteller beschreibt sie als «die produktivsten Maschinen der Welt». Bei beiden Modellen ermöglichen zusätzliche Batterien und Elektromotoren, den Dieselmotor auf einer konstanten Drehzahl zu halten. Die Elektromotoren helfen, Leistungsspitzen zu bewältigen. In Phasen, in denen er einen Energieüberschuss produziert, betreibt umgekehrt der Dieselmotor die Elektromotoren als Generatoren, um die Batterien aufzuladen. Es handelt sich hier um eine ähnliche Funktionsweise wie bei nicht aufladbaren Hybridautos. Dazu sind elektrische Antriebe erforderlich, entweder um das Fahrzeug oder seine Werkzeuge anzutreiben.

Ponsse seinerseits hat bereits fortgeschrittene Pläne für einen EV1-Forwarder in der Schublade. Ein Prototyp wurde 2022 vorgestellt. Dieses 8×8-Fahrzeug mit 15 Tonnen Nutzlast wird vollständig von batteriebetriebenen Elektromotoren angetrieben. Die Akkus werden jedoch zusätzlich durch einen Verbrennungsmotor aufgeladen. «Diese Technologie hat zu einer deutlichen Verbesserung der Kraftstoffeffizienz in dieser Maschinenklasse geführt», schreibt Ponsse. Bereits 2010 hatten das schwedische Start-up El-Forest AB und Volvo einen batteriebetriebenen Forwarder mit regenerativer Bremsung gebaut, der ebenfalls mit einem Dieselgenerator ausgestattet war. Er versprach eine Senkung des Dieselverbrauchs um 20 % bis 50 %. Die Gesamtwirtschaftlichkeit solcher Grossmaschinen muss jedoch noch unter Beweis gestellt werden. Um Kraftstoff zu sparen, verbessern derzeit Hersteller – wie John Deere im letzten Jahr bei seinen neuen Harvestern – die Leistung ihrer Maschinen vorrangig durch ausgeklügelte Software oder technische Kniffe. Sparen vor Rückgewinnung bleibt die Norm.

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