Umweltfreundlich und energieeffizient: Forschende in Rheinland-Pfalz optimieren mobile Arbeitsmaschinen

Das Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau (MWVLW) des Landes Rheinland-Pfalz und das Commercial Vehicle Cluster Südwest (CVC) fördern ein innovatives Projekt an der RPTU in Kaiserslautern: „MobilArHybrid“ will Antriebstechnologien für Funktionsantriebe in mobilen Arbeitsmaschinen entwickeln, die dazu beitragen, Energie einzusparen und dem Klimawandel entgegenzuwirken. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten starten im Dezember 2024.

Lange galt bei mobilen Arbeitsmaschinen die Devise: Schneller, höher, weiter, breiter. Für in der Landwirtschaft genutzte Maschinen bedeutete dies beispielsweise, dass sie immer schwerer und größer wurden und immer breitere Nutzflächen bearbeiten konnten. Eine Fortentwicklung, die nicht nur für die Bodenstruktur unvorteilhaft ist, sondern zugleich eine hohe Menge an Energie erfordert.

Genau diese Situation soll sich nun ändern: Das Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau (MWVLW) des Landes Rheinland-Pfalz und das Commercial Vehicle Cluster (CVC) rufen ein zukunftsweisendes Projekt an der RPTU in Kaiserslautern ins Leben, das mobile Arbeitsmaschinen verbessert und weiterentwickelt: Das Projekt „Effizienzsteigerung mobiler Arbeitsmaschinen durch Hybridisierung von Arbeitsantrieben und intelligente Betriebsstrategien - MobilArHybrid“, gefördert mit einem Umfang von rund 400.000 €, zielt darauf ab, umweltfreundliche Antriebstechnologien zu erforschen und somit dem Klimawandel entgegenzuwirken.

Ministerin Daniela Schmitt betont die Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft: "Diese Partnerschaft ist entscheidend für die Innovationskraft unseres regionalen Standorts. Mit der Förderung von Verbundprojekten wie diesem stärken wir nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit, sondern leisten unmittelbar einen wichtigen und verantwortungsvollen Beitrag zur Erforschung der Antriebstechnologien von morgen." Gerade der Nutzfahrzeugbereich sei für den Wirtschaftsstandort Rheinland-Pfalz von großer Bedeutung: „Nicht zuletzt mit dem Commercial Vehicle Summit in Berlin haben wir gezeigt, welch herausragende Rolle unser Land in dieser Branche einnimmt. Forschungsprojekte wie MobilArHybrid tragen dazu bei, diese internationale Spitzenposition zu festigen.“

Die Projektleiter Professor Roman Teutsch und Professor Daniel Görges von der RPTU erklären, dass mobile Arbeitsmaschinen davon wegkommen müssen, den Verbrennungsmotor als One-fits-all-Lösung einzusetzen. Im Rahmen von „MobilArHybrid“ wollen die Forschenden deshalb dezentrale Funktionsantriebe in den Fokus nehmen, um die Energiebereitstellung bedarfsgerechter zu steuern. Alles, was über eine dauerhaft benötigte Grundlast hinausgeht, wird im Bedarfsfall “hybrid“ zur Verfügung gestellt werden. Dazu sollen mobile Arbeitsmaschinen Energie aus zwei Quellen nutzen: Neben einem Verbrennungsmotor soll die Energie beispielsweise zusätzlich elektrisch oder hydraulisch gespeichert und bedarfsgerecht zugeführt werden.

„Die zeitnahe Hybridisierung mobiler Arbeitsmaschinen ist ein notwendiger Schritt zur kurzfristigen Reduzierung von CO₂-Emissionen und zur Verbesserung der Energieeffizienz“, erklärt Roman Teutsch. Daniel Görges betont, dass es die damit einhergehende Entwicklungsarbeit zusätzlich erlauben werde, eine Teilautonomie der mobilen Arbeitsmaschinen bereitzustellen: „Einem Fachkräftemangel wird damit wirksam begegnet, da Arbeitsprozesse in der Maschine automatisiert und, nicht zuletzt durch künstliche Intelligenz, stetig optimiert werden können.“ An dem Projekt beteiligt sind u. a. die Unternehmen BOMAG GmbH und HYDAC GmbH.

Eines der konkreten Projektziele sei, so ergänzen es die Projektleiter, kleine und mittelständische Unternehmen dabei zu unterstützen, methodisch die für ihre individuelle Anwendung beste hybride Antriebslösung zu finden. Ein solches Vorgehen soll dazu im Projekt „MobilArHybrid“ erarbeitet werden. Mit Hilfe dieser Vorgehensweise können zukünftig Effizienzpotentiale in mobilen Maschinen aufgezeigt werden und anschließend das beste Konzept ausgewählt und entwickelt werden. Viele (kleinere) Firmen können einen solchen hohen Entwicklungsaufwand bislang in der Regel nicht selbst leisten. Deshalb setzen sie derzeit häufig noch auf bereits etablierte Lösungen, die wiederum – im Vergleich zu einer hybriden Lösung – Potentiale zur Effizienzsteigerung ungenutzt lassen.

Fragen beantwortet:

Prof. Dr. Roman Teutsch
Lehrstuhl für Konstruktion in Maschinenbau und Fahrzeugtechnik

T: 0631 205-3429
E: imad-sekretariat@mv.rptu.de