Zahlenverarbeitung: Batterien und Turmdrehkräne

Bau der Studentenwohnheime in der Echo Street in Manchester, England. Zwei Terex CTL 180 Wippausleger-Turmdrehkrane werden größtenteils durch ein Enertainer-Batteriespeichersystem angetrieben – das spart Geld und CO2. Foto: Bowmer und Kirkland

Die Verwendung von Batterien anstelle von Dieselgeneratoren zur Stromversorgung von Baustellen und insbesondere von Turmdrehkränen ist ein heißes Thema.

Das britische Bauunternehmen Bowmer & Kirkland setzt bereits bevorzugt auf Batteriespeichersysteme für den Antrieb seiner Kräne. Das Unternehmen hat festgestellt, dass ganze Baustellen mit einer einzigen Batterie versorgt werden können.

Im Rahmen eines 130 Millionen Pfund (170 Millionen US-Dollar) schweren Auftrags im nordenglischen Manchester setzt Bowmer & Kirkland ein Enertainer L+ Batteriespeichersystem ein, um zwei Terex CTL 180 Turmdrehkrane mit Wippausleger, zwei Doppelhubwerke und aktuell elf – in der Spitze werden es 33 – Mastkletterbühnen (MCWPs) mit Strom zu versorgen. Die Batterie versorgt außerdem Baustellenbüros, die Beleuchtung und alles andere, was Strom benötigt, mit Strom.

Der Auftrag betrifft den Bau eines Studentenwohnheims in der Echo Street. Das Gebäude besteht aus drei miteinander verbundenen Hochhäusern mit 27, 21 und 16 Stockwerken – insgesamt 38.350 Quadratmetern. Es bietet 1.224 Studierenden Wohnraum im Stadtzentrum.

Bowmer & Kirkland begannen im Oktober 2023 mit der Arbeit und werden diese voraussichtlich im Juli 2026 abschließen.

Traditionell würden Dieselgeneratoren zum Antrieb der Maschinen bei solchen Projekten eingesetzt, doch die Bauunternehmer in Großbritannien waren gezwungen, ihre Methoden zu überdenken. Dabei geht es nicht nur darum, ihre ökologischen Referenzen zu beschönigen; im April 2022 wurde die Steuererleichterung für Diesel, die die Bauindustrie bisher genoss, abgeschafft. Dadurch stiegen die Dieselkosten plötzlich um das Zwei- bis Dreifache (je nach Marktpreisschwankungen).

Das Ausmaß, in dem sich Batterien als wirksamer Ersatz für Dieselgeneratoren erwiesen haben, hat viele überrascht.

Das in der Echo Street eingesetzte Batteriesystem Enertainer L+ wird von Ampd Energy mit Sitz in Hongkong hergestellt. (Enertainer steht für „Energy“ und „Container“). Tom Carter ist Business Development Manager bei Ampd in Großbritannien. Zuvor arbeitete er elf Jahre lang für Bowmer & Kirkland, bevor er im Juli dieses Jahres zu Ampd kam.

Die Ampd Enertainer Batterieeinheit mit eingebauter Lade- und Überwachungsausrüstung. Foto: Select Plant

Die Zahlen machen

Carter erklärt, dass die Kranspezifikation für Echo Street einen 300-kVA-Generator für jeden Kran vorsah, um in der Spitze 420 Ampere bereitzustellen, für den Fall, dass alle Motoren gleichzeitig arbeiten müssen – obwohl Kräne in der realen Welt kaum jemals gleichzeitig heben, schwenken und wippen.

Hätte Bowmer & Kirkland den herkömmlichen Weg mit Dieselgeneratoren gewählt, hätte das Unternehmen zwei 300-kVA-Generatoren für die Kräne, zwei 100-kVA-Generatoren für die Hebezeuge und drei 200-kVA-Generatoren für die Mastkletterbühnen benötigt. Insgesamt hätte das Unternehmen eine Dieselgeneratorleistung von 1.660 kVA benötigt.

All dies wurde durch eine große Batterie ersetzt, die seit November 2023 von Select Plant gemietet wird und jede Woche 2.500 kW in den Standort einspeist.

An eine Standardsteckdose in einem Nachbargebäude angeschlossen und mit einer Erhaltungsladung von 44 Ampere ausgestattet, liefert der Enertainer einen Nennstrom von 663 Ampere pro Minute und eine Überlast von 795 A/min.

Der Enertainer lädt ständig auf. Wie viel er aus dem Netz bezieht, hängt von der Aktivität der Maschinen vor Ort ab. Die Kapazität ist bisher nicht unter 53 Prozent gefallen. Jeden Morgen liegt sie wieder bei etwa 95 Prozent.

Aufräumen

Carter sagt, ein herkömmliches Dieselaggregat mit 1.660 kVA würde jährlich 999 Tonnen Kohlendioxid ausstoßen. „Mit dem Enertainer entfernen wir 913 Tonnen davon“, sagt er.

Diese Zahl basiert auf einer Industrienorm von 0,02 kg zur Messung des CO2-Fußabdrucks von Elektrizität – der tatsächliche Fußabdruck hängt davon ab, wie der Strom ursprünglich erzeugt wurde.

Würde Echo Street mit Dieselgeneratoren betrieben und wären diese zu 50 % verfügbar, würden sie 150 Liter Diesel pro Stunde verbrauchen – oder 429.000 Liter pro Jahr.

Nach der konservativsten Schätzung spart der Enertainer L+ Bowmer & Kirkland in der Echo Street mehr als eine Million Liter Kraftstoff, wenn wir von zwei Jahren für die Bauphase und neun Monaten für die Ausstattung und Inbetriebnahme ausgehen.

Carter gibt die vollständigen finanziellen Details nicht preis, aber wir können einige davon ausarbeiten. Eine Million Liter nicht subventionierter Diesel würden etwa 1,4 bis 1,5 Millionen Pfund kosten. Selbst mit den jüngsten Änderungen kann die Stromrechnung realistischerweise auf rund 50.000 Pfund pro Jahr geschätzt werden, während Kräne, Hebezeuge und Mastkletterbühnen im Einsatz sind, oder 100.000 Pfund für die zweijährige Bauphase. Das ist eine erhebliche finanzielle Ersparnis, selbst wenn man die (nicht genannten) Kosten für die Miete des Enertainers berücksichtigt.

Natürlich gibt es viele Baustellen, die nicht einfach an das Stromnetz angeschlossen werden können.

Im netzunabhängigen Betrieb kann der Enertainer laut Carter mit einem 60- bis 100-kVA-Generator aufgeladen werden. Der Generator springt an, sobald der Batterieladestand einen bestimmten Wert unterschreitet, und lädt die Batterie wieder auf. Laut Carter ließe sich dadurch auf einem Gelände von der Größe der Echo Street eine CO2-Einsparung von 60 % erzielen – im Vergleich zu den 91 % bei Anschluss an das Stromnetz.

Weiterer Vorteil

Batterien bieten noch einen weiteren Vorteil. Bowmer & Kirkland setzten zuvor bei einem 300 Millionen Pfund teuren Wohnbauprojekt mit 17 und 19 Stockwerken im Stadtteil West Bar im Norden Englands Batterien statt Dieselgeneratoren ein. Diese nun kurz vor der Fertigstellung stehende Baustelle dürfte die erste Großbaustelle in Großbritannien gewesen sein, die ausschließlich mit Batterien betrieben wurde, wobei die Batterie hier allerdings durch ein Schwungradsystem von Dumarey Peak Power (ehemals Punch Power) unterstützt wurde, um Spitzen im Energiebedarf abzudecken. In West Bar kam die permanente Stromversorgung mit Verspätung an, was die Inbetriebnahme zu verzögern drohte. Es ist technisch nicht machbar, ein Gebäude mit einem Generator in Betrieb zu nehmen, doch das Batteriesystem erwies sich als der Aufgabe absolut gewachsen und wurde für die Inbetriebnahme von fünf Stockwerken des Projekts eingesetzt.

Bowmer & Kirkland erzielt einen Jahresumsatz von 1,2 Milliarden Pfund (1,6 Milliarden US-Dollar). Trotz seiner Größe bevorzugt das Unternehmen die Anmietung seiner Maschinen, anstatt sie direkt zu besitzen. Das Unternehmen ist jedoch so sehr vom Batteriekonzept zur Stromversorgung seiner Standorte überzeugt, dass es nicht nur zur Unternehmenspolitik erklärt hat, wo immer möglich Batterien einzusetzen – einst waren an verschiedenen Standorten elf davon im Einsatz –, sondern nun auch eigene Batterien zu kaufen und zwei Entertainer bestellt hat.