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#Neues aus der Industrie
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Könnte Toyotas neueste Batterieankündigung Traktoren für immer verändern?
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Toyota gab am 14. Dezember 2020 bekannt, dass es sich in der Endphase der Entwicklung einer Festkörperbatterie-Technologie (SSB) befindet, die nach eigenen Angaben eine Aufladezeit von nur 10 Minuten von leer auf 100 % voll ermöglichen würde.
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Mangelnde Reichweite und lange Ladezeiten werden als die größten Hindernisse gesehen, die Menschen davon abhalten, ihren Zeh in die Welt der Elektrofahrzeuge (EV) zu tauchen.
Daher ist diese Nachricht von Toyota ein Wendepunkt in der Welt der Elektrofahrzeuge und der Batterietechnologie und bringt die Frage in den Fokus: An welchem Punkt wird es machbar, den saugenden/quetschenden/knallenden/blasenden Verbrennungsmotor in landwirtschaftlichen Fahrzeugen durch Festkörper-Akkus zu ersetzen?
Tesla ist der Weltmarktführer bei der Reichweite von EVs. Es verwendet in seinen Fahrzeugen von Panasonic hergestellte Lithium-Ionen-Batterien, von denen Tesla behauptet, dass sie eine Energiedichte von 260Wh/kg (Watt pro Stunde) erreichen.
Es wird berichtet, dass Festkörperbatterien eine etwa 2,5-mal höhere Energiedichte als ihre Lithium-Ionen-Äquivalente haben. Das bedeutet effektiv eine mögliche Energiedichte von 650Wh/kg für die bald erscheinende SSB.
Was bedeutet das für die Traktor-Besitzer?
Es gibt offensichtliche Vorteile für einen Traktor, der mit Batteriestrom betrieben wird. Ein Landwirt, der einen konventionellen Traktor verwendet, lässt ihn oft im Leerlauf laufen, während er Tore öffnet, Ballen aufmacht oder einen Düngerstreuer belädt.
Die ganze Zeit über wird das hart verdiente Geld des Landwirts aus dem Auspuff geblasen.
Ein EV hingegen verbraucht oder verschwendet keinen Strom, wenn es nicht in Gebrauch ist. Der Betrieb eines E-Fahrzeugs in geschlossenen Räumen, wie z. B. einem Schuppen, verschmutzt die Luft nicht und sorgt für eine sicherere und gesündere Arbeitsumgebung für den Landwirt.
Wie viel Arbeit kann ein Landwirt mit einem voll aufgeladenen Traktor mit einer Festkörperbatterie erwarten? Wenn man bedenkt, dass der Motor und der Kraftstofftank entfernt werden müssen, kann man davon ausgehen, dass es möglich ist, eine 1 t (1.000 kg) schwere Festkörperbatterie in einem mittelgroßen Traktor unterzubringen.
Dies entspräche einer theoretischen Gesamtenergiekapazität in der Batterie von 650.000Wh oder 650kWh (1kW sind 1.000W). Die Leistung in Bezug auf die Leistungsabgabe und wie lange diese anhält, hängt für den Landwirt sehr stark von der jeweiligen Aufgabe ab.
Traktor-Batterieladung
Gehen wir für diese Analyse zunächst von einem achtstündigen Arbeitstag aus. Mit 650 kWh in der Batterie bedeutet dies, dass der Traktorfahrer 81,25 kW oder etwa 109 PS (Pferdestärken) für die Dauer des achtstündigen Arbeitstages zur Verfügung hat.
Ein Traktor, der die typischen landwirtschaftlichen Aufgaben wie das Füttern der Tiere, das Mähen oder das Ausbringen von Dünger erledigt, würde höchstwahrscheinlich nicht die ganze Zeit 108 PS benötigen.
Jede Reduzierung des Leistungsbedarfs erhöht die theoretische Länge des Arbeitstages, um eine längere Zeit zwischen den Aufladungen des Akkupacks zu ermöglichen.
Landwirtschaftliche Lohnunternehmer
Was bedeutet das für den landwirtschaftlichen Lohnunternehmer? Ein Traktor mit einer Leistung von 108 PS wird die Arbeit nicht erledigen - eine Erhöhung des Leistungsbedarfs verringert die theoretische Betriebszeit.
Die Arbeit von 8:00 Uhr bis 13:00 Uhr ist ein fünfstündiger Arbeitsblock. Wenn man bedenkt, dass in der Ankündigung von Toyota behauptet wird, dass es möglich sein wird, den Traktor in 10 Minuten aufzuladen, bedeutet dies, dass er theoretisch aufgeladen werden könnte, während der Fahrer zu Mittag isst.
Dividiert man 650kWh durch fünf, erhält man 130kW oder 174PS. Schwere Zugarbeiten wie Pflügen oder Kreiseleggen würden die gesamten oder einen Großteil der 174 PS erfordern, außer natürlich zum Wenden im Vorgewende.
Schlepparbeiten wie das Ziehen von Silage würden jedoch zu bestimmten Zeiten Spitzenleistung erfordern, aber mit ziemlicher Sicherheit nicht die ganze Zeit, wodurch sich der Arbeitsblock wahrscheinlich verlängern würde.
Andere Arbeiten des Lohnunternehmers, wie z. B. das Ausbringen von Nabelgülle, würden einen Bruchteil der verfügbaren 173 PS erfordern, was den Arbeitsblock weiter erhöhen würde.
Kosten
Es ist wichtig zu beachten, dass bei der Durchführung dieser Analyse die Kraftstoffverbrauchswerte möglicherweise nicht zu 100 % korrekt sind. Der Kraftstoffverbrauch variiert von Traktor zu Traktor, und der Kraftstoffpreis schwankt, so dass es keinen absolut korrekten Wert gibt.
Bei einem Nachtstrompreis von €0,09+MwSt (9c) pro kWh für 81,25 kWh zum Aufladen ergeben sich Betriebskosten von €7,31/Std. für einen Elektrotraktor mit 108 PS.
Der 108-PS-Diesel-Traktor mit einem Verbrauch von ca. 12,5 l/Stunde zu € 0,57+VAT/L hat Betriebskosten von € 7,12/Stunde.
Bei Verwendung entsprechender Tarife hat der 174-PS-Elektrotraktor Betriebskosten von 11,70 €/Stunde, während sein Dieselkonkurrent mit einem Verbrauch von 20 l/Stunde 11,40 €/Stunde kostet.
Wie oben zu sehen ist, gibt es keinen nennenswerten Kostenunterschied zwischen den verschiedenen Antriebseinheiten. Es ist denkbar, dass ein Landwirt, der einen Traktor für leichte Arbeiten einsetzt, sich in Zukunft für einen Solid-State-Antrieb entscheidet.
Die Logistik und die unhandlichen Anforderungen an die Ausrüstung für das Fernladen machen es jedoch unwahrscheinlich, dass es in absehbarer Zukunft ein Renner für Traktoren mit größeren Pferdestärken sein wird.
Wenn die irischen Landwirte ihren europäischen Kollegen folgen und anfangen, stromerzeugende Solarzellen auf den Dächern der landwirtschaftlichen Gebäude zu installieren, dann wird das EV-Projekt zu einer viel wirtschaftlicheren Option.