Die Anforderungen an die Autarkie erschweren beim Ackerschlepper den Umstieg vom Dieselmotor zum akku-elektrischen Antrieb. Dennoch werden erste Kleinserien für elektrische Fahrzeuge für die Innenwirtschaft angeboten, wie z. B. elektrische Hoflader und Futtermischwägen. Für dieses Anwendungsfeld soll die Wirtschaftlichkeit des E-Antriebes abgeschätzt und mit der Diesel-Variante verglichen werden. Im Automobilbereich zeigt sich, dass mit zunehmenden Stückzahlen die Kosten sinken und somit der Mehrpreis für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb im Vergleich zum Verbrennungsmotor zusammenschmilzt. Dieser Effekt ist auch für landwirtschaftliche Maschinen zu erwarten. Einen großen Einfluss auf den Verkaufspreis hat der Akku. Ein Energiespeicher für große Reichweite oder Autarkie würde zu erheblichen Mehrkosten führen.
Akku-Kosten
Akkumulatoren sind in einem Gehäuse zu einem Akkupack, das auf die erforderlichen Anwendungen zugeschnitten ist, zusammengefasst. Für PKW werden bereits große Stückzahlen von Akkupacks hergestellt, was zusammen mit einer verbesserten Zelltechnologie zu einem deutlichen Preisrückgang in den letzten 10 Jahren geführt hat. Die Herstellungskosten haben mittlerweile Preise von etwa 150 bis 200 €/kWh erreicht. Für landwirtschaftliche Anwendungen sind Verkaufszahlen von akku-elektrischen Maschinen noch gering.
Wartungs- und Instandhaltungskosten
An einem Fahrzeug müssen Bauteile und Betriebsstoffe regelmäßig ausgetauscht werden. Hierzu zählen z. B. Motoröl, Bremsbeläge oder Filterelemente für Luft, Motor und Kraftstoff. Fahrzeuge mit Elektroantrieb besitzen weniger verschleißträchtige Bauteile, sodass damit auch die Wartungs- und Instandhaltungskosten geringer ausfallen. Viele Quellen zeigen, dass dieser Kostenpunkt etwa 2/3 der Wartungs- und Instandhaltungskosten für ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor beträgt. Dieser Wert berücksichtigt auch zusätzliche Bauteile wie etwa den Akkupack. Es gilt jedoch zu beachten, dass dieses Bauteil auf die Fahrzeuglebensdauer ausgelegt werden muss.
Energiekosten und Annahmen für einen Kostenvergleich
Auf Basis der KTBL-Veröffentlichungen Betriebsplanung 2016/2017 sollen die Gesamtkosten eines Hofladers mit Dieselmotor mit den Kosten eines Laders mit Elektroantrieb verglichen werden. Folgende Annahmen wurden getroffen:
- Dieselkosten 150 ct/l (frei Hoftankanlage, ohne Mehrwertsteuer, inclusive Agrardieselrückvergütung)
- Stromkosten 28 ct/kWh (frei Hof, ohne Mehrwertsteuer) Der Preis für Strom kann deutlich niedriger ausfallen, sobald zu einem beträchtlichen Teil Solarstrom aus einer eigenen Anlage zur Verfügung steht.
- Verluste durch Kühlung und Nebenabtriebe bei Elektrovariante betragen die Hälfte der Diesel-Variante
- Reparaturkosten (Wartungs- und Instandsetzungskosten) der Elektrovariante betragen 2/3 der Diesel-Variante
- Die Elektrovariante kostet in der Anschaffung 50 % mehr als die Diesel-Variante
Hoflader
Im Bereich der Innenwirtschaft oder in Betrieben mit Gemüseanbau sind Hoflader in der Größenordnung von 18 kW üblich. Die Wartungs- und Instandhaltungskosten (Reparatur) liegen bei diesen Geräten auf einem hohen Niveau und sind damit von großem Einfluss. Das häufige Beschleunigen und Verzögern ermöglicht der Elektro-Variante eine Rekuperation und vermindert Verschleiß bei der Kraftübertragung und dem Bremsen. So liegen die Stromkosten deutlich unter den Kraftstoffkosten der Dieselausführung. Die Gesamtkosten des Elektro-Hofladers fallen mit 6.510 € pro Jahr günstiger aus als der Gesamtaufwand von 7.385 € für den Diesel-Hoflader. Die Akkukapazität von 33 kWh ermöglicht einen Betrieb von etwa 5 Stunden, ein zumeist ausreichender Wert für einen Hoflader. Die Ladeleistung von 11 kW ist mit der vorhandenen Stromnetzinfrastruktur auf den Betrieben darstellbar und ermöglicht es, die Maschine in 3 Stunden wieder komplett aufzuladen.
| Dieselantrieb | akku-elektrischer Antrieb | |||||
| Leistung | 24 | PS | Leistung | 18 | kW | |
| Anschaffung | 22.000 | € | Anschaffung | 33.000 | € | |
| Nutzungszeit | 10 | a | Nutzungszeit | 10 | a | |
| Betriebsstunden | 900 | h/a | Betriebsstunden | 900 | h/a | |
| Dieselbedarf | 2,10 | l/h | Strombedarf | 6,60 | kWh/h | |
| Fixe Kosten | 2.210 | €/a | Fixe Kosten | 3.288 | €/a | |
| davon Abschreibung (20% Restwert) | 1.760 | €/a | davon Abschreibung (20% Restwert) | 2.640 | €/a | |
| davon Zins (3% Zinssatz) | 396 | €/a | davon Zins (3% Zinssatz) | 594 | €/a | |
| davon Versicherung, Steuer, Überwachung | 54 | €/a | davon Versicherung, Steuer, Überwachung | 54 | €/a | |
| variable Kosten | 5,75 | €/h | variable Kosten | 3,58 | €/h | |
| davon Reparatur | 2,60 | €/h | davon Reparatur | 1,73 | €/h | |
| davon Kraftstoffkosten | 3,15 | €/h | davon Kraftstoffkosten | 1,85 | €/h | |
| Gesamtkosten | 7.385 | €/a | Gesamtkosten | 6.510 | €/a |
Fazit
In der Innenwirtschaft existieren bereits akku-elektrische Geräte, die trotz der deutlich höheren Anschaffungskosten konkurrenzfähig zu betreiben sind. Bei einem Hoflader können die Einsparungen durch die geringeren Energiekosten und zu erwartende Vorteile bei den Reparaturkosten den Kostennachteil durch den höheren Anschaffungspreis ausgleichen.