510 Tonnen-Großmuldenkipper fährt elektrisch

510 Tonnen-Großmuldenkipper fährt elektrisch

Copyright Abbildung(en): Anglo American

Bei Elektromobilität denken alle zuerst einmal an E-Autos, vielleicht noch an E-LKWs oder E-Busse. Kaum jemand denkt dabei an Intralogistik, Sonderfahrzeuge oder Baufahrzeuge, oder sogar an die größten Fahrzeuge der Welt: die Großmuldenkipper im Tagebau! Der britische Bergbau- und Rohstoffkonzern Anglo American zeigt nun, dass auch diese PS- und Gewichtsmonster emissionsfrei betrieben werden können. Der Prototyp eines Großmuldenkippers mit Brennstoffzellenantrieb wurde kürzlich in der Mogalakwena-Mine im Nordwesten Südafrikas in Betrieb genommen, wo Platinerz abgebaut wird.

Wer schon einmal einen solchen Großmuldenkipper aus der Nähe gesehen hat, kann nur staunen: die mehrere Hundert Tonnen schweren Geräte können bis zu 300 Tonnen Nutzlast aufnehmen und sind beinahe 10 Meter hoch. Auf dem steirischen Erzberg – einem Eisenerz-Tagebau – kann man sogar mit einem umgebauten Kipper mitfahren – sofern man schwindelfrei ist. Die Elektrifizierung eines solchen Monsters scheint daher wenig naheliegend, und ist dennoch möglich. Der emissionsfreie Kipper von Anglo American kombiniert mehrere Brennstoffzellen mit einem 1,2 Megawattstunden Batteriepaket für eine Gesamtleistung von 2 Megawatt. Die Brennstoffzellen leisten allein etwa 800 Kilowatt. Bei 220 Tonnen Eigengewicht kann er 290 Tonnen Nutzlast transportieren, was ein Gesamtgewicht von 510 Tonnen ergibt.

Der emissionsfreie Muldenkipper ist aber nur Teil eines vollständig integrierten Wasserstoffsystems, bestehend aus Produktions-, Betankungs- und Transportsystem für grünen, also mithilfe von erneuerbaren Energiequellen hergestellten Wasserstoff. Am Standort der Mine sollen dafür der größte Elektrolyseur Afrikas und ein Solarkraftwerk entstehen. Unter dem Schlagwort „Future Smart Mining“ verfolgt der Konzern einen innovationsorientierten Ansatz für nachhaltigen Bergbau. Anglo American setzt dabei voll auf Wasserstoff. „Wir glauben, dass der aufstrebende Wasserstoffsektor das Potential hat, das Wachstum und die Entwicklung vieler Volkswirtschaften dramatisch zu verbessern,“ wird Anglo American CEO Duncan Wanblad zitiert. Bis 2040 will Anglo American CO2-neutral arbeiten, dafür wird die gesamte Diesel-LKW-Flotte sukzessive auf Wasserstoff umgerüstet oder durch entsprechende Fahrzeuge ersetzt.

Klar, dass für so eine Anforderung die Komponenten speziell entwickelt werden müssen, sowohl die Hard- als auch die Software und das gesamte Energiemangement. An dem Projekt beteiligt sind demnach Konzerne wie Engie (Wasserstoffproduktion), First Mode (Wasserstoffantrieb), Ballard (Brennstoffzellen) und NPROXX (Infrastruktur). Der Muldenkipper wurde in nur drei Jahren von einem Dieselmotor auf Wasserstoff-elektrischen Antrieb umgerüstet. Der zusammen mit First Mode aus Seattle entwickelte Antrieb kann auch rekuperieren, vor allem bei den Bergabfahrten in der Mine.

Quelle: angloamerican.com – Pressemitteilung vom 6. Mai 2022

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Ein absoluter Blödsinn, Wasserstoff hier einzusetzen. Man sollte wissen, diese Fahrzeuge fahren sowieso schon seit Jahrzehnten elektrisch. Es ist so ähnlich wie mit Diesel-Lokomotiven. Auch dort treibt ja nicht der Verbrennungsmotor das Fahrzeug an, sondern einen Generator, der dann den Strom für die Motoren erzeugt. Hier ist es meist so, dass die Fahrzeuge im Tagebau beladen bergab fahren und leer hoch. Also bräuchte man mit einem passenden Akku keinen Strom zu laden. Und man würde Gewicht und Geld sparen, wenn man weder Dieselmotor noch den Wasserstoffkram einsetzt. Aber das wird kommen. Ist ein no-brainer.

Erstmal Zahlen der ICCT-Studie.

Energiebatterien für Batterie-elektrische Lkw

2020 etwa 240 Dollar/kWh Nennkapazität

2025 unter 150 Dollar/kWh

2030 auf 100 Dollar/kWh.

Leistungsbatterien in Brennstoffzellen-Lkw

2020 fast 500 Dollar/kWh

2030 weniger als 300 Dollar/kWh

Brennstoffzelleneinheiten

2020 gibt ICCT mit 500 Dollar/kW an

2030 auf 240 Dollar/kW sinken werden.

Wasserstoffspeichersystem

2020 bei fast 1.250 Dollar/kg nutzbaren Wasserstoffs

2030 auf durchschnittlich 700 Dollar/kg fallen.

(Quelle: electrive.net – 01.03.2022)

Angaben zu FCEV-Großmuldenkipper.

Entwerfen, bauen und testen Sie ein 1,2-MWh-Batteriepaket, da das Transportersystem mehrere Brennstoffzellen verwendet, die bis zu 800 kW Leistung liefern und zusammen eine Gesamtleistung von 2 MW liefern.

(Quelle: angloamerican.com – 06-05-2022 – übersetzt mit Goolge)

Angenommen 1 Stunde Betriebszeit der BZ mit 800 kW gleich 800 kWh bei 2/3 Effizienz gleich 1.200 kWh in Form von Wasserstoff, das ergäbe (33,33 kWh/kg Wasserstoff) rund 36 kg H2.

Als FCEV mit Zahlen der ICCT-Studie für 2020
Batterie netto 1.000 kWh = 500.000 Dollar (als günstigere BEV-Batterie 240.000 Dollar)
Brennstoffzelleneinheiten = 400.000 Dollar
Wasserstoffspeichersystem = 45.000 Dollar
3 Komponente zusammen = 950.000 Dollar (685.000 Dollar mit BEV-Batterie)

Als BEV mit Zahlen der ICCT-Studie für 2020
Zum FCEV-Preis gäbe es eine Batterie mit …
… 1.900 kWh (900 kWh netto extra – evtl. als Tauschbatterie im Wechsel)
… 1.370 kWh (falls günstige BEV-Batterie beim FCEV genutzt werden kann)

Dass in der ICCT-Studie von 2 verschiedenen Batterietypen für BEV und FCEV geschrieben wird, das dürfte wohl seinen Grund haben, deshalb rechne ich mit der FCEV-Batterie und setze BEV-Batterie in Klammern.

Da zurzeit weder Verbrauch noch H2-Tankgröße angegeben ist, kann ich vorerst nicht mehr berechnen.

Na, prima: Eine terrestrische H2-Nischen-Anwendung, die mal einen sinnvollen Eindruck macht, da der Transport der Nutzlast offenbar bergauf erfolgt!!

Der Artikel selbst allerdings führt gleich in der Überschrift in die Irre: Schon die jetzigen Großmuldenkipper werden ja elektrisch angetrieben – insoweit nichts Neues:
Der Strom dafür stammt halt bislang von Onboard-Dieselgeneratoren und soll künftig durch akkugepufferte H2-Strom-Generatoren (= Brenstoffzellen) ersetzt werden. Wirkt in Verbindung mit lokal-solarer H2-Erzeugung am Standort der Mine zunächst ja auch sinnvoll.

Trotzdem kann m.E. der Abbau von Platin-Vorräten (wie auch für Brennstoffzellen benötigt [sic!]) eben nicht als nachhaltiger Bergbau bezeichnet werden!

Last edited 7 Tage zuvor by Wolfbrecht Gösebert

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