Volta Via untersucht Elektrifizierung von Straßenbaustellen

Das Forschungsprojekt Volta Via hat untersucht, wie sich Großbaustellen im Straßenbau elektrifizieren lassen und welche Energieinfrastruktur dafür nötig ist. Ein Ergebnis: Für bis zu 86 Prozent der betrachteten Maschinenklassen sind bereits elektrifizierte Modelle verfügbar.

Für intensive Bauphasen wurde ein Nachladebedarf von 378 kW errechnet.

Bilde: Volta Via

Das Projekt wurde von Zeppelin Rental gemeinsam mit dem Lehrstuhl Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen zwischen August 2024 und Mitte 2026 durchgeführt. Eingebunden waren unter anderem die Autobahn GmbH, die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), die österreichische ASFINAG und das Schweizer Bundesamt für Straßen ASTRA.

Untersucht wurden unter anderem die grundhafte Sanierung sowie Deckensanierungen von Asphalt- und Betonfahrbahnen. Für die Jahre 2027, 2040 und 2050 entwickelten die Projektpartner Referenzszenarien zu Maschinenbedarf, Energieversorgung und Ladeinfrastruktur. Diese müssen laut Abschlussbericht jeweils an Bauverfahren, Maschinenkonstellation, Bauzeit und lokale Bedingungen angepasst werden.

Nach den Ergebnissen sind für bis zu 86 Prozent der benötigten Maschinenklassen bereits heute elektrifizierte Modelle am Markt verfügbar. Vollständige technische Gleichwertigkeit mit Dieselmaschinen bedeutet das allerdings nicht. Einschränkungen bestehen unter anderem bei Dauerleistung, Betriebsdauer, Ladebedarf und Einsatzflexibilität. Angebotslücken sehen die Autoren vor allem bei Beschickern und Gleitschalungsfertigern.

Energieversorgung wird zum Knackpunkt

Wie groß der zusätzliche Strombedarf ausfallen könnte, zeigt eine Modellrechnung für die Elektrifizierung von Autobahnsanierungen. Bei einer angenommenen Sanierungsquote von vier Prozent ergibt sich für Deutschland ein zusätzlicher Strombedarf von rund 34,7 GWh pro Jahr. Das entspricht etwa 0,0066 Prozent des deutschen Stromverbrauchs. Für die gesamte D-A-CH-Region errechnet Volta Via rund 44 GWh jährlich.

Entscheidender als die Gesamtenergiemenge ist laut Bericht jedoch die lokale Verfügbarkeit der benötigten Leistung. Für die leistungsintensivste Bauphase des untersuchten Referenzszenarios ergibt sich ein Nachladeleistungsbedarf von 378 kW. Berücksichtigt werden müssen dabei unter anderem Netzanschlüsse, Ladefenster, Speicher, Lastmanagement und mögliche gleichzeitige Ladevorgänge.

Klar ist: Nicht sämtliche Fahrzeuge müssten direkt auf dem Baufeld laden. Straßenzugelassene Kipper, Sattelzüge, Transportmischer und andere Materialtransporte könnten laut Studie auch Betriebshöfe, Produktions- und Logistikstandorte oder öffentliche Lkw-Ladepunkte nutzen.

Für baustellengebundene Maschinen sind dagegen andere Versorgungslösungen nötig. Bei mehrjährigen Großprojekten kann ein projektbezogener Mittelspannungsanschluss infrage kommen. Für kürzere oder räumlich wandernde Baustellen sieht der Bericht eher temporäre und mobile Versorgungssysteme vor. Auch kabelgebundene Maschinen können für stationäre Anwendungen sinnvoll sein. Dadurch ließen sich große Batteriespeicher in der Maschine teilweise vermeiden, sofern ein ausreichend leistungsfähiger Stromanschluss vorhanden ist.

Wie ein solcher Ansatz in der Praxis aussehen kann, zeigte Strabag im Sommer 2026 in Oberhausen. Beim Umbau einer Bodenaufbereitungsanlage kamen dort elf vollelektrische Baumaschinen zum Einsatz, darunter ein 25-Tonnen-Bagger, ein Radlader, ein Autokran und ein Straßenfertiger. Ein mobiler Batteriespeicher mit 153 kWh diente dazu, die Maschinen zu versorgen und Lastspitzen abzufedern. Vollständig elektrisch lief die Baustelle dennoch nicht: Für nicht elektrifizierbare Anwendungen und Logistiktransporte setzte Strabag ergänzend HVO100 ein.

Betriebskosten könnten sinken

Volta Via hat zudem die Betriebskosten der verschiedenen Szenarien betrachtet. Unter der Annahme, dass verfügbare elektrifizierte Maschinen konsequent eingesetzt werden, könnten sich die laufenden Kosten bis 2027 gegenüber der konventionellen Ausführung etwas mehr als halbieren. Bis 2050 sinken sie im Modell auf bis zu rund ein Achtel des heutigen Niveaus.

Die Rechnung berücksichtigt allerdings nicht die Anschaffungskosten der Maschinen. Auch wird ein konstanter Industriestrompreis auf dem Niveau von 2025 unterstellt. Ob sich elektrische Baumaschinen tatsächlich wirtschaftlich rechnen, hängt laut Bericht unter anderem von Auslastung, Betriebsstunden, Energiepreisen, Infrastrukturkosten, Restwerten und möglichen Auswirkungen auf Produktivität und Bauzeit ab.

Auch bei den Emissionen handelt es sich um modellierte Potenziale. Unter den angenommenen optimalen Randbedingungen errechnet Volta Via für 2027 rund 80 Prozent weniger Treibhausgasemissionen gegenüber dem konventionellen Referenzfall. Bis 2050 steigt das Minderungspotenzial auf rund 97 Prozent. Die tatsächlichen Werte hängen unter anderem von Stromherkunft, Maschinenverfügbarkeit und der jeweiligen Baustelle ab.

Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts lag auf der Vergabe öffentlicher Bauprojekte. Dafür wurde ein Elektrifizierungsindex entwickelt, der Antriebstechnologie, Anzahl der Maschinen und deren Bedeutung für den Bauprozess berücksichtigt. So soll verhindert werden, dass viele kleine elektrische Geräte das Ergebnis überproportional verbessern, während zentrale Prozessschritte weiterhin konventionell ausgeführt werden.

Der Index ist zunächst als Zuschlags- und nicht als Ausschlusskriterium gedacht. Bieter ohne vollständig elektrifizierten Maschinenpark sollen damit nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden, emissionsärmere Maschinen- und Versorgungskonzepte aber einen Wertungsvorteil erhalten. Mit zunehmender Marktverfügbarkeit könnte der Index später stärker gewichtet oder mit Mindestwerten hinterlegt werden.

Volta Via wurde im Rahmen der D-A-CH-Kooperation Verkehrsinfrastrukturforschung 2024 finanziert. Träger sind das deutsche Bundesministerium für Verkehr, das österreichische Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur sowie das Schweizer Bundesamt für Straßen.