Voluntary Commitment of the Agricultural and Construction Machinery Manufacturer

Continuous Efficiency Increase to Reduce Fuel Consumption and CO2 Emissions

Zusammenfassung

Die Steigerung der Effizienz von Maschinen und Fahrzeugen folgt gleichermaßen den Forderungen nach Produktivitätssteigerung wie auch der Verringerung von Emissionen und Ressourcenverbrauch. Mit den letztgenannten Punkten werden insbesondere auch die legislativen Vorgaben bedient. So sehen neben der Abgasgesetzgebung aktuelle Regulierungen bei PKW (EC No 443/2009) auch die Begrenzung des Kraftstoffverbrauchs indirekt in Form von CO2-Emissionszielen vor. Ähnliches gilt für leichte Nutzfahrzeuge (EC No 510/2011) und ist für schwere Nutzfahrzeuge (COM 2014 285) absehbar. Für alle sogenannten Energy Related Products and Product Groups schafft zudem die ÖkodesignRichtlinie (2009/125/EG) Vorgaben zur Senkung des Energieeinsatzes; vgl. Elektromotoren (EC No 640/2009). Entsprechende Regulierungen zum CO2-Ausstoß und zu möglichen Vorgaben zum Energieverbrauch von Land- und Baumaschinen werden diskutiert.
Allerdings kann das Vorgehen nicht über alle Produktgruppen identisch sein. Im Unterschied beispielsweise zum PKW kann ein produktzentrierter Ansatz zur Ermittlung der CO2Emissionen über einen einfachen Testzyklus bei Land- und Baumaschinen nicht zum Erfolg führen. Da bei diesen Maschinen neben dem Fahrvorgang vor allem die Arbeitsprozesse im Vordergrund steht, müssen diese und darüber hinaus die Verfahrens- und Produktionsketten Berücksichtigung finden. Einzelbetrachtungen führen nicht weit, denn die Prozessschritte mehrerer Maschinen beeinflussen sich gegenseitig. Auch ist für die Verbrauchs- und Emissionsbeurteilung die Produktionsmenge zu berücksichtigen, z.B. für Landmaschinen die Vergleichseinheit g CO2 je Tonne Getreideeinheit.
Die Hersteller der Land- und Baumaschinen arbeiten seit einiger Zeit an einer Initiative, sich zu einer kontinuierlichen Effizienzsteigerung zu verpflichten. Das dazu entwickelte Konzept sieht vor, neben den Wirkungen von Einzelmaßnahmen auch deren Wirkungen in den Produktionsketten ermitteln und die erzielbaren Verbrauchs-/CO2-Emissionsreduzierungen glaubwürdig nachzuweisen. Zur objektiven Beurteilung sind umfangreiche Modellrechnungen erforderlich. Für diese werden Eingangsdaten, wie Einsparpotentiale der Maschinen und regional verteilte Modellbetriebe bzw. Modellbaustellen, benötigt. Unterstützend werden Simulationsmodelle aufgebaut, mit denen die zukünftigen Entwicklungen der CO2Einsparungen abgeschätzt werden. Die Modellierung berücksichtigt neben den betrieblichen Gegebenheiten, die Maschinen in den einzelnen Produktionsschritten und auch die Fortschritte in den organisatorischen Abläufen. Ausgehend von diesen Daten ist vorgesehen, für definierte Zeitabschnitte Berechnungen der Werte in der Vergangenheit und Gegenwart sowie Prognosen der Zukunft durchzuführen und abzugleichen.

Abstract

The efficiency increase of machines and vehicles follows the demands for increasing productivity as well as reducing emissions and resource consumption. The last points especially serve the legislative targets. Current regulations for passenger cars provide exhaust-gas legislation as well as the limitation of fuel consumption and greenhouse gases. Similar regulation applies for light commercial vehicles and is foreseeable in future for heavyduty vehicles. The Ecodesign Directive creates guidelines for reducing energy consumption for all Energy Related Products and Product Groups; cf. electric motors. Discussions on respective regulations of greenhouse gases and limitations of energy consumption for agricultural and construction machinery are ongoing.
However, the procedure cannot be identical for all products. In contrast to passenger cars a product-focused approach with dedicated testing cycles for estimating greenhouse gases cannot be successful in the sectors of agricultural and construction machinery. Besides driving mainly the working process is crucial for such machines. That’s why the process as well as the process chains of the production system must be taken into account. Individual considerations will not bring success, because the performance of the process chain depends on the mutual interference of the machines. Also the output must be taken into account for real evaluation of consumption and emissions, which is for agricultural machines e.g. g CO2 per ton grain equivalent unit.
The manufacturers of agricultural and construction machinery are currently working on an initiative to commit to a continuous efficiency enhancement. The developed concept will determine effects of individual measures itself as well as in process chains. It contains also a verification procedure for. For an objective assessment simulation models are required. For those models input-data like saving potentials of machines and model farms or construction sites are needed. Supportive models to estimate future developments of greenhouse gas savings will be build up. The model takes into account operating conditions, machines in process chains and improvements in organizational processes. On this basis calculations for defined time periods of the past, presence and future will be performed.

Author: Prof. Dr. Ludger Frerichs, Institute of Mobile Machines and Commercial Vehicles, Technische Universität Braunschweig

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