Mehr Leistung: Wie Batterien Turmdrehkräne umweltfreundlicher machen

Turmdrehkräne sind im historischen Teil der Innenstadt von Birmingham, der einst als Gun Quarter bekannt war, ein alltäglicher Anblick.

In den letzten Jahren hat sich dieser Teil der zweitgrößten Stadt Großbritanniens, einst ein Zentrum der Waffenproduktion, zum Zentrum eines Baubooms entwickelt, bei dem es vor allem um Studentenwohnheime für die vier Universitäten der Stadt geht.

Crown Place, ein 33-stöckiger Turm mit neun- und zwölfstöckigen „Schulterblöcken“ an den Seiten, an der belebten Lancaster Street der Stadt, ist keine Ausnahme.

Der Potain MR225A-Wipper, angetrieben von der Enertainer-Einheit, im Einsatz auf der Baustelle in der Lancaster Street. Foto: Radius Group

Der Turm wird vom in Northampton ansässigen Bauunternehmen Winvic Construction mithilfe eines Potain MR 225A-Turmdrehkrans mit Wippausleger gebaut, der vom Hebespezialisten Radius Group geliefert wird, der ebenfalls seinen Hauptsitz in Northampton hat.

Anders als die meisten Turmdrehkräne, die die Skyline von Birmingham prägen, werden die Baustelle und der Kran in der Lancaster Street nicht von Dieselgeneratoren, sondern von einer wiederaufladbaren Batterie angetrieben, die den Strom aus dem Netz ergänzt.

Das Batteriespeichersystem, bekannt als „Enertainer“ – ein Kofferwort aus „Energie“ und „Container“ – ist eine 2,6 Quadratmeter große, 7,3 Tonnen schwere Box, die 30.000 Lithium-Ionen-Batteriezellen enthält – genug, um die Energie zu speichern, die zum Ausgleich der Energiespitzen von bis zu drei Turmdrehkränen benötigt wird.

Die meisten modernen Turmdrehkrane werden seit den 1970er Jahren mit Elektroantrieb hergestellt. Ihr hoher Strombedarf erschwert es Bauunternehmen jedoch oft, sie direkt an das öffentliche Stromnetz anzuschließen, selbst wenn ein Anschluss vorhanden ist. Durch die Verwendung von Lithium-Batteriezellen zur Speicherung von Netzstrom können die Hersteller des Enertainer-Geräts die zum Heben von Lasten erforderlichen kurzen Leistungsspitzen liefern.

Radius kaufte die Anlage als erste Investition in Energiespeichersysteme zur Stromversorgung der von ihm betriebenen Kräne und wollte weder Auskunft darüber geben, wie viel das Unternehmen für die Anlage bezahlt hat, noch zu welchem Preis es sie vermietet.

„Wir beobachten eine deutliche und wachsende Nachfrage nach alternativen Antriebslösungen für Turmdrehkrane“, erklärte Rachel Swanston, Marketingmanagerin bei Radius, gegenüber Crane and Transport Briefing. „Dies ist auf den Fokus der Baubranche auf Nachhaltigkeit und Effizienz zurückzuführen.“

Und die Lancaster Street in Birmingham ist bei weitem nicht die einzige Baustelle, auf der diese Technologie zum Einsatz kommt.

Ampd Energy, das 2014 gegründete und in Hongkong ansässige Unternehmen, das Enertainer-Einheiten herstellt, hat einen massiven Geschäftsanstieg erlebt, seit es vor fünf Jahren mit der Vermarktung seiner Produkte in der Bauindustrie begann.

Das Unternehmen begann mit der Herstellung von Notstromversorgungen mit Lithium-Ionen-Batterien für Krankenhäuser und Rechenzentren und hat seine Aktivitäten von Hongkong aus auf die Versorgung weltweit ausgeweitet.

Warum steigt die Nachfrage nach Batteriespeicherlösungen?

Heute ist das Unternehmen in Hongkong, Singapur, Australien, Nordamerika, Großbritannien und den Golfstaaten aktiv.

„Wir lösen ein weit verbreitetes Problem, mit dem die globale Baubranche konfrontiert ist“, sagte Hayley Arckless, UK-Landesmanagerin von Ampd Energy, gegenüber Crane and Transport Briefing. „Wir müssen die Pipeline dafür bauen und haben, aber leider fehlt uns die Netzstabilität oder -verfügbarkeit dafür. Bisher waren Dieselgeneratoren die einzige Alternative, die die Umwelt stark belasten, hohe Gesamtbetriebskosten verursachen und ineffizient sind.“

„Unser Batteriesystem entstand aus der spezifischen Nachfrage der Bauindustrie nach einer Einheit, die sowohl die sehr speziellen Anforderungen an die Stromversorgung erfüllen als auch den rauen Umgebungsbedingungen auf einer Baustelle gewachsen ist.“

Die Entertainer-Einheit wird an den Standort in der Lancaster Street geliefert. Foto: Radius Group

Das Unternehmen, Finalist für den globalen Umweltpreis Earthshot Prize von Prinz William, sagt, dass jede Umstellung von einem Dieselgenerator auf eine seiner Anlagen 130 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr einspart.

„Ein Enertainer hilft Bauunternehmern, weniger Strom zu verbrauchen und effizienter zu arbeiten“, so Arckless. „Er spart Kosten, indem er eine kleine Erhaltungsladung von einer kleinen Stromquelle (meist dem Stromnetz) bezieht. Dadurch entfallen teure Netzaufrüstungen, die Anmietung von Generatoren, Tankwagen und anderen Technologien. Ganz zu schweigen davon, dass die hohen Diesel- oder Biokraftstoffkosten komplett entfallen.“

„Batterien sorgen zudem für zusätzliche Stromversorgungssicherheit an einem Standort, sodass sich die Standorte keine Sorgen über Generatorausfälle oder Netzausfälle machen müssen“, fügt sie hinzu. „Die Speicherung von Energie in einem Enertainer zur effizienten Nutzung bedeutet, dass Standorte bei einem Ausfall der ursprünglichen Stromquelle weiterarbeiten und die Leistung sicher herunterfahren können.“

Wie Arcckless offen zugibt, ist der Enertainer als Batteriespeicherlösung nur so nachhaltig wie der gespeicherte Strom – und dieser kann je nach dem Anteil der Stromerzeugung eines Landes aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Solarenergie und dem Anteil aus der Verbrennung von Gas, Öl und Kohle erheblich variieren. Der Enertainer wird mit einer Stromstärke zwischen 10 und 80 Ampere aus einem 320 bis 440 Volt starken Drehstromnetz aufgeladen.

„Batterien gelten als neue Technologie, aber das ist ein Mythos“, sagt sie. „Wir nutzen Batteriespeichertechnologie seit Jahrzehnten zur Netzunterstützung im Versorgungsbereich, in Elektrofahrzeugen und mehr. Wir erweitern den Anwendungsbereich dieser Technologie lediglich auf eine Branche, die wirklich davon profitieren kann.“

Natürlich sind Enertainer-Einheiten nicht die einzige Option für Bauunternehmen, die den CO2-Fußabdruck ihrer Turmdrehkrane reduzieren möchten. Hersteller entwickeln eine breite Palette technologischer Lösungen, die den Einsatz von Dieselgeneratoren auf Baustellen reduzieren oder ganz überflüssig machen sollen. Dazu gehören deutlich günstigere Schwungräder, die den Strombedarf der Generatoren glätten können, indem sie die plötzlichen Stromspitzen, die Turmdrehkrane zum Heben von Lasten benötigen, als kinetische Energie speichern; und Batteriespeicherlösungen aus Blei-Säure-Batterien.

Welche Alternativen gibt es zu Batteriespeicherlösungen?

„Wir sehen uns nicht als Konkurrenz zu den oben genannten Technologien, vor allem, weil wir mehrere Probleme lösen und den Großteil einer Baustelle mit Strom versorgen können“, so Arckless. „Ein Schwungrad beispielsweise eignet sich hervorragend zur Spitzenlastkappung und zur Senkung der Kraftstoffkosten für ein einzelnes Gerät. Eine Blei-Säure-Batterie mag für kleine, stabile Lasten wie Nachtbeleuchtung oder die Versorgung von Hütten geeignet sein, hat aber eine deutlich kürzere Lebensdauer und muss mit einem gleich großen Generator gekoppelt werden, um hohe Lasten wie einen Turmdrehkran zu versorgen. Daher sind die Einsparmöglichkeiten begrenzt.“

Da die Bauindustrie weiterhin nach Möglichkeiten zur Dekarbonisierung sucht, sagt Arcckless, dass Enertainer-Einheiten in Zukunft zusammen mit Wasserstoffgeneratoren oder Brennstoffzellen eingesetzt werden könnten.

„Wasserstoff ist eine sehr interessante Technologie, aber leider in großem Maßstab unerschwinglich“, sagt sie. „Wir glauben jedoch, dass wir diese Markteintrittsbarriere durch Zusammenarbeit überwinden können. Durch die Kombination einer Batterie mit einem Wasserstoffgenerator als Stromquelle kann der Anwender die Generatorgröße deutlich auf bis zu 75 kVA reduzieren und so eine vollständig emissionsfreie und kohlenstoffarme Energielösung für das Baugewerbe schaffen.“