März 2023

Jo Gilroy, Group Sustainability Director

Unser vollelektrisches Vor-Ort-Experiment

Dies war das erste Mal, dass wir auf einem Live-Standort in Balfour Beatty vollelektrische Anlagen eingesetzt haben – und da etwa 75 % der Geräte auf Baustellen immer noch dieselbetrieben sind, wird die Erprobung neuer Geräte, die Emissionen und Partikelausstoß reduzieren, von entscheidender Bedeutung sein Übergang zu Netto-Null. Die wichtigste Ausrüstung, die wir bisher benötigten, war ein Teleskoplader (Gabelstapler); ein zweieinhalb Tonnen schwerer Bagger, ein zwei Tonnen schwerer Dumper und ein Wacker bzw. eine 500-mm-Verdichtungsplatte. Wir haben die Entscheidung getroffen, in diesem sechswöchigen Projektzeitraum alle davon gleichzeitig auf reinen Elektroantrieb umzustellen.

Lade- und Arbeitszeit

Die meisten batteriebetriebenen Kraftwerke sind kleiner als Dieselkraftwerke und bieten ausreichend Energie für etwa vier bis sechs Stunden Arbeit, bevor sie wieder aufgeladen werden müssen. Eine wichtige Beobachtung, die wir hier gemacht haben, war, dass die Lieferanten keine Angaben zur Ladekapazität der verschiedenen Geräte machten. Die Maschinen sind nicht mit Ladestationen ausgestattet und unsere Lieferanten stellen keine speziellen Ladegeräte für die Anlage her oder vermieten sie. Wir haben einen standardmäßigen 110-V-Standortanschlusspunkt verwendet, da dies das Kabel ist, das mit der Anlage geliefert wurde. Realistisch gesehen wäre jedoch ein Schnellladeanschluss, ähnlich dem, der für Autos verfügbar ist, erforderlich, wenn wir diese Anlage an einem größeren Standort verwenden würden. Das bedeutete, dass das Aufladen sehr langsam war und wir es größtenteils über Nacht erledigten. Wenn diese an einem größeren Standort eingesetzt würden, müssten wir über eine robuste Ladeinfrastruktur verfügen, was bedeutet, dass die Standorte im Wesentlichen neu gestaltet werden müssten, um eine effektive – und CO2-arme – Ladeinfrastruktur zu ermöglichen. Bei der Einrichtung unserer Standorte können Netzanschlüsse manchmal ein Hindernis darstellen, da im örtlichen Netz nicht genügend Kapazitäten verfügbar sind. Diese Herausforderung wird mit der Entwicklung von Elektrizitätswerken noch größer und daher müssen Netto-Null-Baustellen möglicherweise die Energieerzeugung vor Ort in Betracht ziehen, um das Aufladen der Anlage zu ermöglichen. Dies würde zur Einrichtung eines viel größeren temporären Standorts führen, sowohl im Hinblick auf den Flächenverbrauch als auch auf den Zeitaufwand und die Materialien.

Wenn wir einen Standort einrichten, ist es unsere Faustregel, 100 Ampere für die Hütten und weitere 100 Ampere für alles andere einzuplanen. Allerdings verwenden wir unser Power-Profiler-Tool, um sicherzustellen, dass die kostengünstigste und kohlenstoffeffizienteste Standortverbindung verwendet wird . Obwohl der Strombedarf für Kabinen sinkt, da wir immer häufiger unsere Öko-Kabinen nutzen, müssten wir, wenn wir unsere gesamte große Anlage über die gleiche Versorgung laden würden, weitere 100 Ampere hinzufügen, was frühzeitige Gespräche mit dem Lieferanten erfordern würde .

Darüber hinaus würde es, wenn die gesamte Anlage gleichzeitig angeschlossen wäre, beispielsweise über die Mittagszeit, zu einem Stromstoß kommen, so dass ein Ladeplan in das Gesamtprogramm der Arbeiten eingeplant werden müsste.

Teleskoplader

Für den Teleskoplader, der voll ausgelastet ist, kamen wir auf maximal vier Stunden pro Tag, was eigentlich nur einem halben Arbeitstag entspricht. Obwohl wir das größte verfügbare EV-Modell hatten, hatte es eine

Maximaler vertikaler Hub von sechs Metern, was weniger ist als bei den größeren Dieselmodellen, die wir normalerweise verwenden, was den Planungsaufwand erhöht. Bei einem größeren Standort mit mehr Anlagen hätte dies unsere Detailplanung komplexer gemacht.

Bagger

Auch beim Graben hatte der Kleinbagger nicht so viel Leistung wie die Dieselversion und reichte für etwa vier bis fünf Stunden hartes Graben. Nachdem wir verstanden hatten, wie es funktionierte, planten wir den Tag entsprechend, einschließlich einer einstündigen Aufladung während der Arbeit. So funktionieren wir normalerweise nicht, und die Bewältigung dieser Zeitspannen war Teil der Lernkurve. Dies ist der erste Zweieinhalb-Tonnen-Bagger, den unser Lieferant hat, und der erste, den wir verwendet haben. Deshalb geben wir Rückmeldung an unseren Lieferanten, damit andere mehr Informationen haben, wenn sie dasselbe Kit verwenden.

Kipper

Der Kipper war kein Problem und wir mussten nichts an unserer üblichen Arbeitsweise ändern. Wir haben ganze acht Stunden damit verbracht und waren wirklich beeindruckt davon.

Verdichtungsplatte oder Wacker

Der Wacker war viel leiser als ein Standard-Diesel-Wacker und hatte weit weniger Vibrationen. Auch unsere Bediener empfanden es als einfacher, wenn auch etwas schwerer, und es gefiel ihm sehr gut. Unser Lieferant stellte dem Wacker zwei Akkus zur Verfügung, so dass wir, wenn einer leer war, ihn austauschen und einen aufladen konnten, was uns ermöglichte, die Produktivität zu maximieren.

Kosten

Wie bei Elektroautos und -transportern sind Elektroantriebe weitaus teurer als Dieselantriebe. Aufgrund der geringeren Kraftstoffkosten und des geringeren Wartungsaufwands können sie jedoch auf lange Sicht kostengünstig sein, was angesichts der derzeit hohen Kraftstoffkosten besonders relevant ist. Langfristig dürften auch die Vorabkosten sinken, wenn das Gerät allgemein genutzt wird. Jede Ladung war deutlich günstiger als das Tanken einer Dieselalternative – ein echter Vorteil angesichts der enormen Kraftstoffkosten im vergangenen Jahr, ganz zu schweigen von der CO2-Reduzierung.

Wenn die Maschinen jedoch nicht mit der gleichen Kapazität arbeiten können wie Dieselanlagen, wirkt sich dies auf das Programm und die Kosten aus, sodass sie für größere Standorte weniger rentabel sind. Die größere Anlage ist noch nicht in elektrisch betriebener Form erhältlich.

Gesundheit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit

Einer der Hauptvorteile von Elektrokraftwerken gegenüber Dieselkraftwerken bestand darin, dass sie keine Emissionen verursachen. Dies ist nicht nur ein klarer Schritt in die richtige Richtung für die Baubranche, sondern bedeutet auch, dass sie in geschlossenen Räumen oder auf kleineren Standorten ohne zusätzliche Belüftung und Kohlenmonoxidüberwachung arbeiten können. Wir haben einen deutlichen Unterschied in Bezug auf die Luftqualität und den Lärm festgestellt – bis zu dem Punkt, dass wir uns Sorgen machen würden, wenn wir sie in großem Maßstab einsetzen würden – insbesondere beim Teleskoplader und beim Dumper. Während sie beim Rückwärtsfahren ein Geräusch machen, sind sie

Wenn es im Normalbetrieb so leise ist, müssten unsere Betriebsabläufe und Sicherheitsschulungen aktualisiert werden, um die Sicherheit unserer Mitarbeiter zu gewährleisten, oder es müsste ein Geräusch hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass die Leute wissen, dass sie da sind – wenn man bedenkt, dass die Leute es oft früher hören als sie sehen.

Die Bediener empfanden die Maschinen als sehr benutzerfreundlich und nutzten sie gern. Da es sich um eine neue Anlage handelte, war die Einführungsschulung begrenzt, was bedeutete, dass sich die Mitarbeiter in einem sicheren Bereich des Standorts vertraut machen mussten. Die Schlussfolgerung war, dass es keinen großen Unterschied zwischen dem Betrieb der Diesel- und der Elektroversion gibt. Balfour Beatty möchte jedoch die Sicherheits- und Schulungsverfahren aktualisieren, die Anlagenspezifikationen für die Elektroversion ändern und unsere Checklisten ergänzen, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und Ladeverfahren vorhanden sind.

Wir müssen auch zusätzliche Maßnahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass die Anlage betriebsbereit ist: Die Mitarbeiter sind es gewohnt, die Maschine zu sichern, die Kabine zu verriegeln und zu verlassen, müssten jetzt aber auch daran denken, sie anzuschließen.

Ist Elektro die Zukunft?

Trotz der Vorteile sind vollelektrische Anlagen für unsere größeren Standorte oder schwere Anlagen noch keine realistische Option. So wie die Reichweite von Elektroautos noch nicht erreicht ist, ist die Frage, wie lange Anlagen im Vollbetrieb laufen können, für den Bausektor ein Problem. An anderer Stelle in der Branche kaufen wir große Mengen Rammmaschinen. Es ist sehr schwierig, die Elektrifizierung großer Teile zum Laufen zu bringen, insbesondere ohne Netzanschluss – und wir müssen sicherstellen, dass im Netz Kapazität vorhanden ist. Die Reichweite ist begrenzt, wenn sie nicht eingesteckt sind. Diese größeren Elektrogeräte können außerdem doppelt so teuer sein wie Standardanlagen, und Kunden sind oft nicht bereit, die höheren Mietkosten dafür zu zahlen. Unserer Ansicht nach muss die Priorität der Industrie bei schweren Kraftwerken darin bestehen, die Energiewende hin zu Wasserstoff zu beschleunigen, anstatt sich bei der Lösung auf Elektrizität zu verlassen.

Durch unsere Partnerschaft mit JCB und Sunbelt Rentals sind wir führend bei der Arbeit, Verbrennungsmotoren mit Wasserstoff als Kraftstoff zu betreiben. Wir hoffen, dass wir innerhalb der nächsten 18 Monate für Anlagen wie Teleskoplader und herkömmliche Baggergrößen bereit sein werden – große, aber nicht riesige Bausätze. Darüber hinaus arbeiten wir mit GeoPura und Siemens Energy an Wasserstoff-Brennstoffzellen zur Stromerzeugung ohne Stromanschluss. Das Potenzial dieser Arbeit ist riesig. Der Ersatz der Dieselgeneratoren, die unsere Mobilisierungen und Verbindungen an unseren Standorten antreiben, durch Wasserstoff würde zu einer erheblichen Reduzierung unseres CO2-Fußabdrucks führen, da 46 % unserer untersuchten Standorte Dieselgeneratoren verwenden, um provisorische Wohneinheiten vor Ort mit Strom zu versorgen. Dies ist eine branchenführende, aber sehr kostspielige Arbeit, die Geschäftsszenarien weniger rentabel macht. Unser Ziel ist es daher, auf die Festlegung von Kosten pro Tonne CO2 hinzuarbeiten. Dabei achten wir nicht nur auf die Gesamtkosten und den Gesamtwert, sondern übernehmen Verantwortung, indem wir die Kosten auch im Hinblick auf CO2-Einsparungen bewerten.

Wir arbeiten auch an anderen, ergänzenden Technologien, zum Beispiel an Dünnschicht-Solarmodulen zusätzlich zu unseren provisorischen Unterkünften auf unseren Baustellen. Wenn wir dies in Kombination mit Wasserstoffgeneratoren auf alle unsere modularen Unterkünfte an den Standorten ausweiten, würden wir nicht nur unsere CO2-Emissionen reduzieren, sondern könnten auch zwischen 3 und 5 Millionen Pfund pro Jahr an Kosten einsparen. Wenn dies auf die gesamte Branche übertragen wird, könnte dies bahnbrechend sein.

Es gibt noch viel zu tun, bevor diese zu tragfähigen Lösungen werden. Entscheidend ist, dass noch nicht genügend grüner Wasserstoff produziert wird und es weiterhin Herausforderungen hinsichtlich der Infrastruktur für den Wasserstofftransport im ganzen Land gibt. Dies bedeutet, dass es frühestens 2025 dauern wird, bis diese Lösungen in jeder Größenordnung vollständig realisierbar sind.

Allerdings werden wir den Einsatz kleinerer und mittlerer Elektrizitätswerke auf jeden Fall weiter verfolgen, wobei wir jedes Vorhaben von Fall zu Fall prüfen und einen Mix-and-Match-Ansatz verfolgen, bei dem Elektrizität im Allgemeinen für größere Anlagen weniger nützlich ist Das muss ständig, acht Stunden lang, und nicht nur zeitweise verwendet werden. Wir führen in unserem gesamten Unternehmen bereits batteriebetriebene kleine und mittelgroße Anlagen ein, darunter Bohrmaschinen, Hämmer und Wackerplatten. Unsere Erfahrung zeigt, dass der Wartungsaufwand für diese Teile weitaus geringer ist. Die Hersteller arbeiten auch zusammen, um die Batterien für kleine und mittlere Anlagen austauschbar zu machen, was es realistischer macht, einen Teil dieser Anlage zu besitzen.

Die Dekarbonisierung der auf Baustellen eingesetzten Anlagen ist ein Bereich, der sich schnell weiterentwickelt. Optionen wie digitale Anlagen, Automatisierung und ferngesteuerte Bausätze, die die Sicherheit durch die Beseitigung der Mensch-Anlage-Schnittstelle verbessern, rücken neben Elektrizitätsanlagen und aufkommendem Wasserstoff immer mehr in den Vordergrund. Wir haben eine Reihe von Roboterinnovationen im gesamten Unternehmen im Einsatz, darunter „Spot the Dog“ von Boston Dynamics für 3D-Laserscans und den Einsatz ferngesteuerter Wackerplatten in unseren Schienen- und Autobahngeschäften. Neben dem Einsatz von Telematik zur Reduzierung des Energieverbrauchs ist dies ein Bereich, in dem wir in den nächsten drei bis fünf Jahren erhebliche Fortschritte erwarten.

Schlüssellernen

Unsere Aktion

Die Standardarbeitsanweisungen müssen aktualisiert werden, um den unterschiedlichen Betriebsregeln für nachhaltige Anlagen Rechnung zu tragen.

In Anlagenchecklisten und Leitfäden werden Abschnitte zu alternativen Brennstoffen hinzugefügt und neue Inspektionsverfahren entwickelt.

Für neue Geräte gelten neue Sicherheitsanforderungen – wir können nicht davon ausgehen, dass der sichere Standort der Zukunft denselben Ansatz erfordern wird wie die Sicherheit heute.

Diese Sicherheitsanforderungen werden erfasst. Interne Werksspezifikationen werden angepasst, um Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden.

Der Weg zu Netto-Null erfordert, dass wir uns auf neue Technologien (z. B. Elektrofahrzeuge) einlassen – aber das sollte nicht bedeuten, ineffizienten Lösungen nachzujagen, wenn andere nachhaltige Lösungen längerfristig verfügbar werden.

Wir prüfen jeden Standort von Fall zu Fall und suchen stets nach der effizientesten Anlage. Dabei orientieren wir uns an unserer Brennstoffhierarchie.

Wir werden auch weiterhin in unsere Arbeit im Bereich Wasserstoff investieren, da wir der Ansicht sind, dass hier wahrscheinlich die Zukunft für Schwerkraftwerke liegt.

Der umfassendere Wandel von Elektrofahrzeugen und darüber hinaus erfordert, dass wir unsere Lieferketten und Planungsannahmen neu konfigurieren, um mit den unterschiedlichen Kapazitäten und Effizienzen der Maschinen zurechtzukommen.

Dies wird an alle relevanten Kollegen weitergegeben, um sicherzustellen, dass die Erkenntnisse verstanden werden und den Fortschritt vorantreiben.

Unser CO2-neutrales Baustellentagebuch

Wenn Sie Anmerkungen oder Fragen zu den in diesem Eintrag aufgeführten Punkten haben, wenden Sie sich bitte an: [email protected].