John Deere GridCON: E-Traktor an der Leine

Der elektrisch angetriebene GridCON-Traktor von John Deere bezieht seinen Strom nicht aus einer Batterie, sondern per Kabel.

Der "GridCON" fährt autonom und bezieht seine Energie aus einem Kabel. | Foto: John Deere
Der "GridCON" fährt autonom und bezieht seine Energie aus einem Kabel. | Foto: John Deere
Gregor Soller

Auch John Deere forscht weiter in Sachen Elektromobilität. Denn die Landwirtschaft wird in besonderem Maße von den Auswirkungen des Klimawandels betroffen sein und trägt sie selbst einen großen Anteil zum Klimawandel bei. Durch den Einsatz erneuerbarer Energien, die Verwendung effizienter Methoden und Techniken sowie durch eine nachhaltige Steigerung der Flächen- und Tierproduktivität, sollen sich Klimaschutzpotenziale in der Landwirtschaft heben lassen. Ein Mosaiksteinchen könnten hier auch autonom fahrende Elektro-Landmaschinen sein, die ihre Energie eventuell per Kabel zugeführt bekommen.

Der sogenannte „GridCON-Traktor“ von John Deere ist ein erstes Forschungsfahrzeug, das mehrere neue Techniken in sich vereint, denn seine Energie erhält er nicht etwa von einem großen Akku, sondern per Kabel. Der Kabeltraktor fährt autonom, entweder auf vorher programmierten Wegen oder per Fernbedienung. Das bis zu 1.000 Meter lange Kabel wird während der Fahrt automatisch geführt sowie ab- und aufgerollt. Dabei wählten die Ingenieure aus Gewichtsgründen einen kleinen Kabeldurchschnitt, der aus normalen Drehstromnetz versorgt werden kann.

Der GridCON-Traktor wiegt 8,5 Tonnen und hat 400 PS. Das ist doppelt so stark wie ein vergleichbarer Traktor mit Verbrennungsmotor bei gleichem Gewicht. Der Kabeltraktor kann zudem als Baustein bei der unabhängigen Energieversorgung von landwirtschaftlichen Betrieben genutzt werden. Viele Landwirte erzeugen schon heute regenerative Energie mit Biogas- oder Fotovoltaikanlagen, die sie bislang ins Netz einspeisen. In Zukunft wird es sich für den Landwirt lohnen, den erzeugten Strom selbst zu nutzen.

Wir wollten genauer wissen, was es mit dem Projekt auf sich hat und haben Prof. Dr.-Ing. Peter Pickel nach Hintergründen gefragt. Er ist Deputy Director des John Deere European Technology Innovation Center in Kaiserslautern und Honorarprofessor an der Technischen Universität Kaiserslautern. Pickel gilt als Experte für Zukunftstechnologien und kooperiert in zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit der TUKL. Außerdem ist er in mehreren regionalen und überregionalen Gremien tätig. Unter anderem ist er Vorsitzender der VDI-MEG und leitet in Kaiserslautern den Wissenschaftlichen Beirat des Commercial Vehicle Cluster Südwest. 

Wie ist die Alternative, den Traktor ans Kabel zu hängen, preislich zu sehen im Vergleich zu einem Fahrzeug mit Akku?

Prof. Dr. Pickel: Das können wir noch nicht genau sagen, da es sich um ein Vorentwicklungsprojekt und nicht um ein Serienprodukt handelt. Wir streben allerdings an, dass das Fahrzeug auf lange Sicht etwa zu gleichen Kosten herstellbar ist, wie ein konventioneller Traktor. Der Vergleichstraktor zum GridCON hat dabei ca. 200PS, der GridCON-Traktor hat in etwa die zweifache Leistungsfähigkeit. Das Kosten-Leistungsverhältnis für die reine Maschine dürfte sich also sehr günstig darstellen. Ein vergleichbarer Batterietraktor ist kostentechnisch dagegen derzeit nicht beherrschbar. Auch in Hinblick auf das Gewicht und den benötigten Bauraum ist eine Batterie konstruktiv nicht in eine Landmaschine dieser Größenordnung integrierbar. Was aber bei GridCON noch unklar ist, ist die Frage der Kosten für die externe Infrastruktur (Anschluss hoher elektrischer Maschinenleistung in Feldnähe). Hieran arbeiten wir noch.

Was wiegt die Kabeltrommel des Prototypen und welchen Kabeldurchmesser setzt man da an?

Prof. Dr. Pickel: Das reine Leitungsgewicht liegt bei circa einer Tonne. Hinzu kommt die Trommel, der Roboterarm zur Kabelführung, Kühlung und weitere Komponenten. Insgesamt wiegt der GridCON-Traktor etwa genauso viel wie der 200 PS-Referenztraktor (ca. 8,5 Tonnen – konfigurationsabhängig). Ein Großteil der zusätzlichen Masse wird durch den Wegfall der Kabine sowie weiterer Bauteile kompensiert. Wegen der nahezu verdoppelten Leistung haben wir bei gleichem Gesamtgewicht eine ebenfalls doppelte Leistungsdichte realisieren können.

Gibt es in der EU oder den USA bereits Landwirte, die ein solches Fahrzeug konkret einsetzen wollen/würden – und wenn ja, bis wann wäre das Projekt serienreif?

Prof. Dr. Pickel: Nein, die Maschine ist ein funktionaler Prototyp innerhalb unserer Forschung. Es sind noch zahlreiche weitere Forschungs- und Entwicklungsschritte bis zu einem Produkt erforderlich.

Wie sähe die Gesamtkostenrechnung aus? Die Technik ist teurer, aber man würde die Arbeitszeit sparen. Gibt es hierzu schon eine Rechnung, ab wie vielen Arbeitsstunden sich das Fahrzeug gegenüber einem Standardprodukt amortisiert?

Prof. Dr. Pickel: Eine Gesamtanalyse der Kosten ist gegenwärtig Gegenstand einer Promotion. Wir können Aussagen dazu voraussichtlich erst 2021 machen.

Forscht man hier auch in andere Richtungen? Auch Betriebshöfe von Speditionen oder Lager wären ja eine Anwendung?

Prof. Dr. Pickel: Ja, wir sind grundsätzlich technologieoffen! Wir sind fest überzeugt, dass die Landmaschinen in Zukunft immer mehr elektrische Komponenten enthalten werden. Am Ende wird es dann auch Elektromobilität auf dem Acker geben. Die Gründe, warum Elektrifizierung so viel Potenzial hat, sind unter anderem die hohe Effizienz (und damit der geringen Energieverbrauch) dieser Antriebstechnik, die gute Steuer- und Regelbarkeit, die extrem hohe Leistungsdichte (außergenommen die Einrichtungen zur mobilen Energiespeicherung) sowie die Möglichkeit, elektrische erneuerbare Energie zu nutzen. Die große Frage ist, wie kommt die Energie von stationären Einrichtungen auf die mobile Maschine. Neben Batterie, Kabel, Brennstoffzellen kommen weitere ergänzende oder alternative Konzepte in Frage. So etwa kann man über Schnellladekonzepte oder Batteriewechselkonzepte nachdenken. Und das tun wir natürlich.

Was bedeutet das?

Hinter der Studie und dem Forschungsfahrzeug steht die Vision eines vollelektrifizierten intelligenten landwirtschaftlichen Betriebs (Smart Farm), der in großem Umfang erneuerbare Energien zur Eigenversorgung und als aktiver Partner von Betreibern elektrischer Versorgungsnetze auftritt, damit Klimagas-, Schadstoff- und Lärmemissionen reduziert und einen Beitrag zur Entwicklung einer nachhaltigen Landwirtschaft und Energieversorgung leistet.

 

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