Energieeffizienz der Mechanisierung

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1 Energieeffizienz der Mechanisierung 4. AK-Sitzung Technik im biologischen Landbau 22. Oktober 2008 Dr. Gerhard Moitzi 1

2 Epochen der technologischen Entwicklung Nach Schön Anzahl der zu ernährenden Menschen durch einen Landwirt In Zukunft 10 Menschen 100 Menschen 200 Menschen 2

3 Jährliche Flüsse von Energie und Kohlenstoff (C und CO 2 ) - weltweit Weltweite Energieeffizienz (IPCC 1995) Primär-Energie: 3,4 Nutz-Energie: 1 Quelle: Heinloth,

4 Energetischer Endverbrauch in Österreich Quelle: Statistik Austria

5 Energieaufwand in der Pflanzenproduktion ( ) 5

6 Energy intensity in chosen sectors from 1988 to 2000 Quelle: E.A.V ENERGY EFFICIENCY AND CO 2 EMISSIONS IN AUSTRIA 6

7 Netto-Energieproduktion in der Pflanzenproduktion Annahmen: Winterweizenertrag: 5500kg Strohertrag: 4000 kg Quelle: Erträge in GE; Tibot Szalay 7

8 Landwirtschaft ein System der Energietransformation Menschliche Arbeit Umsatz von Nahrungsenergie MJ/Tag Tierische Arbeit Umsatz von Futterenergie 160 MJ/Tag Chemisch gebundene Sonnenenergie in Nahrungsund Futtermittel Traktorarbeit Umsatz von Dieselenergie (25 l/h * 35,3 MJ/l * 8h = 7000 MJ/Tag) Chemisch gebundene Sonnenenergie (fossil oder Pflanzenkraftstoffe ) 8

9 Kraftstoffverbrauch bei unterschiedlichen Bodenbearbeitungssystemen und Mechanisierung Kraftstoffverbrauchsmessungen an der Versuchswirtschaft der BOKU in Groß Enzersdorf Dezember Oktober 2008 Institut für Landtechnik - G. Moitzi 9/53 9/289

10 Energieflussbild beim Traktor η ges = η e x η G x η L η e : Motorwirkungsgrad (20 30 %) η G : Getriebewirkungsgrad (80 85 %) η L : Laufwerkwirkungsgrad (65 % bei 10 % Schlupf) 10

11 Entwicklung der spez. Kraftstoffverbrauchs bei Traktormotoren Nebraska-Traktortest-Labor η e = ~ 29 % η e = ~ 34 % - 15 % Zusammenfassung von 926 Testberichten (Kim 2005) Bildquelle: Böttinger (Uni Hohenheim) 11

12 Entwicklung der spez. Zugleistung bei Traktormotoren Nebraska-Traktortest-Labor + ~ 66% Zusammenfassung von 926 Testberichten (Kim 2005) Bildquelle: Böttinger (Uni Hohenheim) 12

13 Power capabilites of work horses (Stout, 1990) Animal weight (kg) Draught as percentage of body weight Traktor: Draught (kg; dan) Draught (N) Speed of work (km/h) ,4 4, , ,6 Beiwert für die Kraftübertragung Reifen-Boden: Power developed (hp) Daily work hours 0,6 0,7 0, ,45 0,95 Daily work (hp*h) 4,02 Zugleistung: 3,3 8 kw = 13

14 Traktorauswahl Bewertung von Leistungsdaten 260 DLG-geprüfte Traktoren nach der OECD-Norm Ø spez. Kraftstoffverbrauch *) [g/kwh] ++ + O Ø Motorwirkungsgrad [%] Zugleistung [kw] Nennleistung [kw] X 100 % > Zapfwellenleistung [kw] Nennleistung [kw] X 100 % Bewertung Sehr gut Gut Mittel unbefriedigend Sehr schlecht *) Durchschnitt 6 Messpunkte auf der Abregelkurve Bewertungsklassen nach Holz, 2002 (100 %, 85 %, 63,8 %, 42,5 %, 21,3 % der Nennleistung sowie bei unbelastetem Motor) Dezember Oktober 2008 Institut für Landtechnik - G. Moitzi 14/53

15 Zugtiere und Traktoren im Vergleich siehe auch: Interessengemeinschaft Zugpferde e.v. - Bundesgeschäftsstelle Peter Herold Kriterium Traktor Tier Reproduzierbarkeit Energieversorgung Anpassungsfähigkeit Technischer Aufwand sehr groß; Traktorfabrik ist mehrfach umfangreicher als der Traktor selbst Nutzen von fossiler Energie Energiekonzentration: 42,4 MJ/kg Erfordert einen technischen Aufwand vorhanden Nutzen Futterenergie: Energiekonzentration: ~ 18 MJ/kg TM Sehr gut an das Gelände Quelle: angepasst an Welschof; VDI-Fortschritt-Bericht,

16 Steigerung der Energieeffizienz durch Elektrifizierung der Antriebsstränge Elektrifizierung bei Landmaschinen: Elektrischer Antrieb von Geräten Düngerstreuer Rauch Axis EDR Electric Drive agritechnica 2007: John Deere 7430, 7530 E-Premium Quelle: in Böttinger 2008 (KTBL-Tage Fulda) 16

17 Energieaufwand bei unterschiedlichen Feldfrüchten im pannonischen Klimaraum Quelle: Ramharter; Energiebilanzierung ausgewählter Feldfrüchte des biologischen und konventionellen Landbaus im pannonischen Klimarraum,

18 Energieaufwand Konventioneller und Biologischer Gerstenanbau Quelle: Ramharter; Energiebilanzierung ausgewählter Feldfrüchte des biologischen und konventionellen Landbaus im pannonischen Klimarraum,

19 Technikherkunft für den Biologischen Landbau Konventionelles Angebot Konventionelles Angebot wird an die Bedürfnisse angepasst Eigene Entwicklungen für den Biobetrieb 19

20 Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit Univ. Ass. DI. Dr. Gerhard Moitzi Peter Jordan Straße 82, A-1190 Wien Tel.: , Fax: josef.boxberger@boku.ac.at, 20