Volta Via prüft die Elektrifizierung von Straßenbaustellen

Das Forschungsprojekt Volta Via hat untersucht, wie große Baustellen im Straßenbau elektrifiziert werden können und welche Energieinfrastruktur erforderlich ist. Elektrifizierte Modelle sind bereits für bis zu 86 Prozent der betrachteten Maschinenklassen verfügbar.

Für intensive Bauphasen wurde ein Ladebedarf von 378 kW berechnet.

Bild: Volta Via

Das Projekt wurde von Zeppelin Rental in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Produktionsingenieurwesen von E-Mobilitätskomponenten (PEM) an der RWTH Aachen durchgeführt. Zu den Teilnehmern gehörten unter anderem Autobahn GmbH, das Bundesinstitut für Straßenforschung (BASt), die österreichische ASFINAG sowie das Schweizerische Bundesamt für Strassen (ASTRA).

In der Studie wurden unter anderem umfassende Sanierungen sowie Oberflächenreparaturen von Asphalt- und Betonstraßen untersucht. Für die Jahre 2027, 2040 und 2050 entwickelten die Projektpartner Referenzszenarien für Maschinenanforderungen, Energieversorgung und Ladeinfrastruktur. Laut dem Abschlussbericht müssen diese an die Bauverfahren, Maschinenkonfigurationen, Bauzeiten sowie lokale Bedingungen angepasst werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass elektrifizierte Modelle bereits für bis zu 86 Prozent der erforderlichen Maschinenklassen kommerziell verfügbar sind. Dies bedeutet jedoch nicht eine vollständige technische Gleichwertigkeit mit Dieselmaschinen. Es bestehen weiterhin Einschränkungen, insbesondere hinsichtlich der kontinuierlichen Leistungsabgabe, der Betriebsdauer, der Ladeanforderungen sowie der Einsatzflexibilität. Die Autoren weisen insbesondere Engpässe bei Fördermaschinen und Schüttgusspflastern auf.

Die Energieversorgung wird zum entscheidenden Faktor

Eine Modellrechnung zur Elektrifizierung von Autobahnrenovierungen verdeutlicht das potenzielle zusätzliche Strombedarf. Unter der Annahme eines Renovierungsrates von vier Prozent würde Deutschland jährlich etwa 34,7 GWh zusätzliches Strom benötigen, was etwa 0,0066 Prozent des gesamten Stromverbrauchs des Landes entspricht. Für die gesamte D-A-CH-Region schätzt Volta Via jährlich etwa 44 GWh.

Laut dem Bericht ist jedoch die lokale Verfügbarkeit der benötigten Energie wichtiger als das Gesamtvolumen an Energie. In der energieintensivsten Bauphase des Referenzszenarios entsteht ein Ladeleistungsbedarf von 378 kW. Es müssen Faktoren wie Netzanschlüsse, Ladezeiten, Speichersysteme, Lastmanagement sowie mögliche gleichzeitige Ladevorgänge berücksichtigt werden.

Nicht alle Fahrzeuge müssen direkt auf der Baustelle geladen werden. Laut der Studie könnten straßenzugelassene Kipper, Schwerlasttransporter, Betonmischer sowie andere Materialtransportfahrzeuge auch Betriebshöfe, Produktions- und Logistikstandorte oder öffentliche Ladepunkte für Lastkraftwagen nutzen.

Für Maschinen, die auf Baustellen eingesetzt werden, sind andere Versorgungslösungen notwendig. Bei mehrjährigen Großprojekten kann eine projektspezifische Mittelspannungsverbindung eine Option sein. Für kürzere oder räumlich mobile Baustellen sieht der Bericht vorübergehende und mobile Versorgungssysteme vor. Kabelgebundene Maschinen könnten auch für stationäre Anwendungen praktisch sein. Dies könnte den Bedarf an großen Batteriespeichersystemen in den Maschinen teilweise beseitigen, sofern eine ausreichend leistungsstarke Stromversorgung vorhanden ist.

Ein Beispiel dafür, wie ein solcher Ansatz in der Praxis funktionieren kann, zeigte Strabag im Sommer 2026 in Oberhausen. Während der Umwandlung einer Bodenbehandlungsanlage wurden elf vollständig elektrische Baumaschinen eingesetzt, darunter ein 25-Tonnen-Bagger, ein Radlader, eine mobile Krane sowie ein Straßenbelagungsgerät. Ein mobiles Batteriespeichersystem mit 153 kWh wurde verwendet, um die Maschinen zu versorgen und Spitzenlasten aufzunehmen. Der Bauplatz war jedoch nicht vollständig elektrifiziert: Für nicht elektrifizierbare Anwendungen sowie den Logistiktransport setzte Strabag zusätzlich HVO100 ein.

Die Betriebskosten könnten sinken

Volta Via hat außerdem die Betriebskosten der verschiedenen Szenarien untersucht. Unter der Annahme, dass die verfügbaren elektrifizierten Maschinen konsequent eingesetzt werden, könnten die Betriebskosten bis 2027 im Vergleich zur herkömmlichen Vorgehensweise um etwas mehr als die Hälfte gesenkt werden. Bis 2050 prognostiziert das Modell eine Reduzierung auf nur noch ein Achtel des heutigen Niveaus.

Allerdings berücksichtigt die Berechnung nicht die Anschaffungskosten der Maschinen. Zudem wird ein konstanter Industriestrompreis auf dem Niveau von 2025 angenommen. Laut dem Bericht hängt die Kosteneffizienz elektrischer Baumaschinen von Faktoren wie Auslastung, Betriebsstunden, Energiepreisen, Infrastrukturkosten, Restwerten sowie möglichen Auswirkungen auf Produktivität und Bauzeit ab.

Die Emissionszahlen sind ebenfalls modellierte Potenziale. Unter den angenommenen optimalen Bedingungen berechnet Volta Via für das Jahr 2027 im Vergleich zum herkömmlichen Referenzszenario etwa 80 Prozent weniger Treibhausgasemissionen. Bis 2050 steigt das Reduktionspotenzial auf rund 97 Prozent. Die tatsächlichen Werte hängen unter anderem von der Stromquelle, der Verfügbarkeit der Maschinen sowie vom jeweiligen Baustellenszenario ab.

Das Projekt konzentrierte sich außerdem auf die Art und Weise, wie öffentliche Bauaufträge vergeben werden. Zu diesem Zweck wurde ein Elektrifizierungsindex eingesetzt, der die Antriebstechnologie, die Anzahl der Maschinen sowie deren Bedeutung für den Bauprozess berücksichtigt. Damit soll verhindert werden, dass eine große Anzahl kleiner elektrischer Geräte das Ergebnis unverhältnismäßig verbessert, während zentrale Prozessschritte weiterhin auf konventionelle Weise durchgeführt werden.

Der Index wird als Bonuskriterium und nicht als Ausschlusskriterium berücksichtigt. Bieter ohne vollständig elektrifizierte Maschinenflotten sollten nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden, doch Maschinen mit geringerer Emission sowie entsprechende Lieferkonzepte sollten einen Bewertungsvorteil erhalten. Wenn die Marktab Verfügbarkeit zunimmt, könnte dem Index später mehr Gewicht beigemessen werden oder er durch Mindestwerte untermauert werden.

Volta Via wurde im Rahmen der D-A-CH-Zusammenarbeit zur Forschung an Verkehrsinfrastrukturen 2024 finanziert. Die Förderer sind das deutsche Bundesministerium für Verkehr, das österreichische Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur sowie das Schweizerische Bundesamt für Strassen.