Was genau ist eigentlich der Harvester?

Der Eine oder die Andere hat vielleicht schon mal von dem Harvester - oder wie er im Fachjargon genannt wird: dem Holzvollernter 1270G - von John Deere Forestry, gehört. Manche nutzten sogar die Gelegenheit auf der Grünen Woche, das 22 Tonnen schwere Gefährt zu erklimmen. Was genau steckt aber hinter dem Harvester, insbesondere im Zusammenhang mit dem vielfach damit erwähntem Pflanzenöl?

Zum Hintergrund: Selbst, wenn man ihn nicht live gesehen hat, dürfte es einleuchtend erscheinen, dass man für ein off-road Einsatzfahrzeug mit einem derartigen Gewicht bei knapp 8 Metern Länge einen bedeutenden Kraftstoffverbrauch hat. Noch dazu sind Waldflächen sensible Gebiete, in denen zum Schutz des Bodens und des Grundwassers fossile Kraftstoffe nicht getankt werden dürfen oder zumindest sollten, auch Treibhausgasemissionen sind möglichst gering zu halten. Kurzum: es bedarf eines effizienten Triebmittels mit möglichst hoher Energiedichte und geringen ökologischen Auswirkungen. Nachdem das Technologie- und Forschungszentrum (TFZ) in Straubing bereits an diversen Traktoren der Abgasstufen IV erfolgreiche Erfahrungen beim Betrieb mit Rapsölkraftstoff gemacht hatte, sollte diese Alternative zum Diesel auch beim Holzvollernter versucht werden.

Im Juli 2017 startete das Forschungs- und Entwicklungsprojekts unter der Federführung des TFZ in Straubing, von den Bayerischen Staatsforsten, dem John Deere European Technology Innovation Center (ETIC) und den Donauwald Forstmaschinen. Bislang war der Holzvollernter mit reinem Diesel als Kraftstoff in Betrieb gewesen, was allerdings eben, neben den Emissionen in Schutzgebieten, zudem einen besonderen Aufwand ob des Tankens außerhalb des Waldes bedeutete.
Ziel war es also, den Motor zu 100 % mit Rapsöl zu betreiben, wofür neben der Umrüstung an den Einspritzdüsen zudem die Entwicklung einer Softwareapplikation für das Motorsteuergerät erforderlich war, um den Rapsölkraftstoff optimal zu verbrennen. Zudem musste natürlich das Abgasnachbehandlungssystem an die neuen Rahmenbedingungen angepasst werden, und der Erstarrungsbereich des alternativen Kraftstoffes zwischen 0 und – 10°C verlangt im Anbetracht der kälteren Temperaturen in Wäldern eine Temperierung aller rapsölkraftstoffführenden Leitungen, Kraftstofffilter und Förderpumpen. Diese Herausforderung wurde über kurz oder lang mit einer frostsicheren, mobilen Tankanlage gelöst, die auch im Forst eingesetzt werden kann und von der Standheizung versorgt wird.
Die Anlieferung inklusive der Zwischenlagerung für das Pflanzenöl wurden während der gesamten Versuchsdauer durch die Ölmühle Mara Pflanzenöle GmbH & Co. KG (Marktzeuln, Oberfranken) koordiniert, was insbesondere bei einem Standortwechsel des Holzvollernters eine besondere Herausforderung war. Dank des Organisationsgeschicks von MARA und der reibungslosen Kooperation mit nahegelegenen Landwirten erfolgte aber auch dies ohne Probleme.

Ende Dezember 2018 konnten dann endlich erste aussagekräftige Aussagen gemacht werden:

Im Anbetracht der Temperaturempfindlichkeit des Rapsöls, lag die zu erwartende Veränderung der Leistungslieferung im Startverhalten, insbesondere in den kälteren Monaten. Bei einer Bewertungsskala von schlecht über mittel bis gut wurde das Startverhalten im Winter zwischen schlecht und mittel eingestuft, was jedoch zum Teil auch mit dem Nicht-Anlaufen und einem einmaligen Totalausfall der Standheizung zu erklären ist. Hinsichtlich der Produktivität hingegen wurden keine signifikanten Leistungsunterschiede zwischen den beiden Triebmitteln festgestellt, genauso wenig zwischen dem spezifischen volumetrischen und energetischen Diesel- und Rapsölkraftstoffverbrauch.
Ein weiteres Prüfkriterium ist die Qualität des Motoröls nach einer gewissen Einsatzzeit (vorliegende Analysen wurden nach 500 Betriebsstunden erhoben). Die Ergebnisse der Untersuchungen waren allerdings durchwegs zufriedenstellend, denn der Pflanzenölgehalt im Motoröl lag im Rahmen der Untersuchungen stets unter 3 % und auch der Gehalt an Verschleißteilen blieb stets auf sehr geringem Niveau. Das Verhältnis zwischen Säure- und Basenzahl wies keine übermäßige Versäuerung des Motoröls auf, denn auch nach 500 Bh war noch reichlich alkalische Reserve vorhanden.
Nach insgesamt 3.500 Betriebsstunden, davon 2.100 mit Rapsöl, wurden der Motor, der Abgasfilter und das Niederdruckkraftstoffsystem untersucht und zur Zufriedenheit des Forschungsteams keine Beanstandungen in Form von übermäßigem Verschleiß, Verstopfungen, Rissen oder Ablagerungen festgestellt.
Und auch hinsichtlich des Emissionsverhaltens hielt der mit Rapsöl betriebene Harvester stets die Grenzwerte (Stickstoffoxide, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe) vorbildlich ein.

Zusammenfassend kann also festgehalten werden, dass der Einsatz der Holzvollernters mit Pflanzenöl durch entsprechende Umrüstung technisch – selbst bei Temperaturen bis zu -17 °C – möglich ist. Sowohl hinsichtlich der Produktivität als auch der Motoreffizienz ist kein Unterschied zum Betrieb mit Dieselkraftstoff festzustellen. Das Emissionsverhalten entspricht nicht nur der Abgasstufe IV, sondern es konnten über einen Zeitraum von etwa 1,5 Jahren etwa 120.000 kg Treibhausgasemissionen sowie der Umschlag von etwa 41.000 l Dieselkraftstoff im Forst vermieden. Das entspricht im Vergleich zum fossilen Kraftstoff einer Treibhausgas-reduktion von bis zu 87,5 % durch den in Bayern dezentral hergestellten Rapsölkraftstoff.
Die einzige Herausforderung, die es zu bewältigen gilt, ist die Anpassung der Kraftstofflogistik und –lagerung insbesondere beim Standortwechsel, da hier im Vergleich zum Diesel natürlich deutlich flexibler agiert werden kann. Vielleicht aber geben politische Bewegungen bald Anlass und Motivation, auf naturnahe Weise einen zuverlässigen, nachwachsenden und emissionsarmen Kraftstoff herzustellen und einsetzen zu wollen. Diesbezüglich setzt sich die Branchenplattform zusammen mit dem TFZ unter Dr. Edgar Remmele, Dr. Peter Emberger und Dr. Klaus Thuneke, sowie mit seinen Interessenspartnern verstärkt dafür ein, dass der Einsatz von Pflanzenöl insbesondere in der Land- und Fortwirtschaft über Ende 2020 hinaus steuerlich entlastet wird.

Quelle: Aktuelles zum Harvesterprojekt der Bayerischen Staatsforsten; TFZ, 2019

Ausführliche Informationen und Forschungsergebnisse finden Sie unter www.tfz.bayern.de/rapster.