Riesiges Straßen- und Tunnelprojekt in Großbritannien soll Bauindustrie für die Zukunft neu ausrichten
- Das Projekt „Lower Thames Crossing“ in Großbritannien zielt darauf ab, die Emissionen im Bauwesen durch den Einsatz von Elektro- und wasserstoffbetriebenen Maschinen sowie emissionsarmen Materialien zu reduzieren.
- Die Bauunternehmen haben bereits eine Emissionsreduktion von 50 Prozent erreicht; angestrebt werden bis zu 70 Prozent sowie eine klimaneutrale Bauweise.
- Im Mittelpunkt des Ansatzes steht der großflächige Einsatz elektrischer Geräte, unterstützt durch wasserstoffbetriebene Ladelösungen.
- Das Projekt soll zeigen, wie Infrastruktur mit geringeren Emissionen realisiert werden kann, und als Vorbild für zukünftige Bauvorhaben dienen.
Das Bauwesen ist einer der Sektoren, deren Dekarbonisierung am schwierigsten ist. Doch in Großbritannien zielt ein großes Infrastrukturprojekt darauf ab, durch den Einsatz elektrischer Maschinen und emissionsarmer Materialien CO₂-Neutralität zu erreichen.
Ein großes Straßenbauprojekt außerhalb von London definiert neu, wie Infrastruktur in einer Netto-Null-Wirtschaft gebaut werden kann. Das „Lower Thames Crossing“-Projekt kombiniert wasserstoffbetriebene und elektrische Baumaschinen, kohlenstoffarmen Stahl und Beton sowie neue Konstruktionsmethoden – alles mit dem Ziel, die Emissionen bereits in der Bauphase selbst zu reduzieren. Es soll so eine Blaupause für zukünftige Projekte geschaffen werden.
Das „Lower Thames Crossing“-Projekt wird das weltweit größte Einsatzgebiet für elektrisch und mit Wasserstoff betriebene Schwermaschinen sein. Foto: Lower Thames Crossing
Katharina Ferguson ist Direktorin für Nachhaltigkeit und Lieferkettenentwicklung bei dem 10-Milliarden-Pfund-Projekt. Es umfasst eine 23 Kilometer lange Autobahn, die Essex und Kent östlich von London verbindet, einschließlich eines der weltweit größten Tunnel unter der Themse.
Die Größe des Projekts ist an sich schon eine Herausforderung, doch noch wichtiger ist, dass das Projekt darauf abzielt, Diesel bei schweren Baumaschinen vollständig zu vermeiden und gleichzeitig Beton und Stahl durch emissionsarme Alternativen zu ersetzen. Das Ziel ist ein klimaneutrales Bauprojekt.
Während des Ausschreibungsverfahrens wurden die Auftragnehmer aufgefordert, Wege zur Emissionsreduzierung aufzuzeigen. Und das taten sie auch – indem sie die Emissionen von Anfang an um 50 Prozent senkten, was durch Anpassungen am Entwurf, die Einführung neuer Methoden, die Wahl der Materialien und vieles mehr erreicht wurde.
„Als wir anfingen, haben wir den Markt dazu gedrängt, eine CO₂-Reduzierung von 30 Prozent zu erreichen, wussten aber nicht, wie weit wir gehen können“, gibt Ferguson zu. „Daher war das Ergebnis eine ziemliche Überraschung, als wir plötzlich ohne zusätzliche Kosten eine Reduzierung um 50 Prozent erreichten. Das zeigt: Wenn man den Markt herausfordert, kann er tatsächlich reagieren.“
Katharina Ferguson, Direktorin für Nachhaltigkeit und Lieferkettenentwicklung beim „Lower Thames Crossing“-Projekt von National Highway.
Davon ermutigt strebt das Projektteam nun eine Reduzierung der Bauemissionen um 70 Prozent sowie CO₂-Neutralität an.
Eine der wichtigsten Maßnahmen ist der vollständige Verzicht auf Diesel. Dieser wird teilweise durch den Biokraftstoff HVO ersetzt, aber auch durch den Einsatz von elektrisch und wasserstoffbetriebenen Baumaschinen wie Baggern, Muldenkippern und Teleskopladern, wo immer dies möglich ist. Das Projekt plant den Einsatz von rund 140 solcher emissionsfreien Maschinen – einer der weltweit größten Einsätze dieser Art.
Ein Vorzeigetunnelprojekt
Das auffälligste Element ist der Tunnel. Er wird aus zwei 16 Meter breiten und 4,2 Kilometer langen Tunneln bestehen und damit der viertgrößte Tunnel der Welt sein. Hier gehen die Bauunternehmen davon aus, die Emissionen noch weiter senken zu können, und streben eine Reduzierung um 80 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Bauverfahren an.
„Die Bauunternehmen Bouygues-Murphy sahen es als echte technologische Herausforderung an, beim Tunnelbau noch einen Schritt weiter zu gehen. Es ist beeindruckend, diese Art von Ingenieurskunst zu sehen. Es geht darum, neue Lösungen zu finden, bautechnische Elemente zu minimieren und Materialien auszutauschen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen“, sagt Ferguson.
So werden beispielsweise 38.000 Tonnen CO₂e eingespart, indem nur eine riesige Tunnelbohrmaschine anstelle von zwei eingesetzt wird, wie es normalerweise der Fall wäre.
Wasserstoffbetriebenes Laden
Das Erreichen der Emissionsziele ist wichtig, muss aber auch auf wirtschaftlich nachhaltige Weise erfolgen. Die Planung der Ladeinfrastruktur zur Maximierung des Einsatzes elektrischer Geräte ist daher von zentraler Bedeutung.
Oberste Priorität hat die Optimierung der Nutzung bestehender Netzanschlüsse. Darüber hinaus setzt das Projekt auch auf wasserstoffbetriebene Generatoren. Diese laden Batteriespeicher auf, die anschließend zu den Standorten der Maschinen transportiert werden, um diese aufzuladen. Um eine höhere Effizienz zu gewährleisten, wird zudem konsequent darauf geachtet, die elektrischen Anlagen zu 80-90 Prozent der Zeit auszulasten, statt wie üblich nur zu 30-40 Prozent.
„Das mit Wasserstoff erzeugte Ladesystem funktioniert sehr gut. Derzeit sind 11 Baumaschinen im Einsatz, und wir hatten bisher nur sehr wenige logistische Probleme. Wir lernen ständig dazu, fangen klein an und bauen dann aus. Und wenn sich eine Maschine für unsere Zwecke nicht eignet, tauschen wir sie aus.“
Wasserstoffgeneratoren sind kein neues Phänomen. Sie werden beispielsweise in der Filmindustrie eingesetzt, da sie geräuschlos arbeiten. Tatsächlich wurden die meisten Neuerungen beim Lower Thames Crossing bereits an anderer Stelle erprobt.
„Alles, was wir tun, ist bereits erprobt und bewährt – wir setzen es lediglich in größerem Maßstab um. Und wir müssen die Lösungen wirtschaftlich tragfähig machen, damit sie über unser Projekt hinaus Bestand haben.“
Zum Aufladen der elektrischen Maschinen kommen 450-kW-Wasserstoffgeneratoren zum Einsatz. Foto: Lower Thames Crossing.
Die Wirtschaftlichkeit
Die Reduzierung von Emissionen ist mit Kosten verbunden, die jedoch nicht unbedingt so hoch sind, wie viele glauben.
„Bei emissionsarmem Stahl handelt es sich größtenteils um recycelten Stahl oder Betonstahl, und dieser ist nicht wesentlich teurer. Bei Beton hängt vieles von der Mischung ab. Wenn man an der Mischung und der Konstruktion arbeitet, kann man die Emissionen deutlich reduzieren und gleichzeitig die Festigkeitsanforderungen erfüllen, und auch hier ist der Kostenunterschied nicht groß“, erklärt Ferguson.
Auch die Preise für emissionsfreie Maschinen sinken, was zum Teil auf chinesische Hersteller zurückzuführen ist. Zudem hat das Projekt die Wasserstoffversorgung zu einem wettbewerbsfähigen Preis gesichert, und während die Dieselpreise steigen, sinken die Mehrkosten für den Biokraftstoff HVO.
„Der Plan ist, die Kosten auf ein gleiches Niveau zu bringen. Wir sind noch nicht ganz so weit, aber wir sehen die Bausteine und den Wandel. Wir wissen, dass es einen Kompromiss zwischen Kosten und Emissionen gibt, aber wir erwarten in den kommenden Jahren erhebliche Fortschritte. Die Zulieferer bewegen sich in die gleiche Richtung – wir arbeiten alle auf dasselbe Ziel hin.“
Die Bauarbeiten haben begonnen und werden in den kommenden Jahren an Fahrt gewinnen; die Fertigstellung ist für Anfang bis Mitte der 2030er Jahre geplant.
Weiterlesen: Lower Thames Crossing - National Highways
Gustav Boberg, Segmentleiter bei Volvo Construction Equipment
Eine konservative Branche
Volvo Construction Equipment ist einer der Lieferanten von elektrischen Baumaschinen für das Lower Thames Crossing, darunter auch Muldenkipper.
Elektrische Baumaschinen sind ein relativ neues Feld; Volvo CE lieferte seine ersten Maschinen erst vor sechs Jahren aus. Seitdem hat sich das Sortiment erweitert und umfasst nun eine Vielzahl von Maschinentypen, von Baggern bis hin zu 20-Tonnen-Radladern.
„Nachdem das Unternehmen jahrzehntelang dieselbetriebene Baumaschinen entwickelt hat, investiert es nun massiv in Elektrifizierung, Digitalisierung und nachhaltige Lösungen. Durch Investitionen in elektrische Maschinen, intelligente Dienstleistungen und neue Geschäftsmodelle will Volvo CE nicht nur die Baumaschinen der Zukunft entwickeln, sondern auch dazu beitragen, die gesamte Bau- und Tiefbauindustrie in Richtung einer nachhaltigeren Zukunft zu transformieren“, sagt Segmentleiter Gustav Boberg.
Großprojekte wie die Lower Thames Crossing sind jedoch noch nicht sehr verbreitet. Die Fortschritte seien langsamer als von der Branche erhofft, sagt er.
„Infrastrukturprojekte wie diese sind wichtig, weil sie zeigen, dass es bei der Elektrifizierung nicht mehr nur um Versuche und Pilotprojekte geht. Hier werden die Maschinen im realen Projekt eingesetzt, wobei hohe Anforderungen an Verfügbarkeit, Produktivität und Sicherheit gestellt werden“, sagt Gustav Boberg und fährt fort:
„Wir glauben fest an die Elektrifizierung, und das Ziel von Volvo CE ist es, bis 2040 Netto-Null zu erreichen. Aber wir haben das Gefühl, dass der Wandel viel zu langsam voranschreitet. Die Produkte und Lösungen sind vorhanden. Gleichzeitig ist die Wertschöpfungskette in der Bauindustrie komplex und eher konservativ.“
Was benötigt wird, ist, dass die Auftraggeber der Projekte festlegen, dass die Arbeiten fossilfrei durchgeführt werden müssen, so wie es National Highways beim Lower Thames Crossing tut; andernfalls werden sich die Bauunternehmen nicht trauen, zu investieren.
„Viele in der Branche sind skeptisch. Sie sind an dieselbetriebene Maschinen gewöhnt, und manche haben vorgefasste Meinungen. Doch wenn ein Maschinenführer eine elektrische Maschine ausprobiert, erkennen fast alle, dass sie besser, leiser und sauberer ist und über ein schnelleres und reaktionsfreudigeres Hydrauliksystem verfügt. Zudem wird der Unterschied bei den Gesamtbetriebskosten zwischen einer Elektro- und einer dieselbetriebenen Maschine immer vernachlässigbarer, da Strom im Durchschnitt günstiger ist als Diesel und die Service- und Wartungskosten etwa 30 Prozent niedriger liegen als bei Maschinen mit fossilen Brennstoffen. Dies deutet auf eine fortschreitende Elektrifizierung hin“, sagt Gustav Boberg und fügt hinzu:
„Wir können beobachten, dass ein Wandel im Gange ist. In Märkten wie Schweden, Norwegen und den Niederlanden hat sich viel getan. Vor allem findet dies in Städten statt, die die Luftqualität und das Arbeitsumfeld verbessern sowie die Klimagasemissionen senken wollen. Städte verfügen zudem über einen einfachen Zugang zur Stromversorgung.“
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