PRAXISTIPPS ZUM TREIBSTOFF GRÜNLANDBETRIEBEN SPAREN IN ACKERBAU- UND. Fachtagung Energie Energiekosten am Betrieb senken - Zukunft der Biomassenutzung

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1 F o r s c h e n u n d P r ü f e n f ü r d i e L a n d w i r t s c h a f t J o s e p h i n u m R e s e a r c h PRAXISTIPPS ZUM TREIBSTOFF SPAREN IN ACKERBAU- UND GRÜNLANDBETRIEBEN Fachtagung Energie Energiekosten am Betrieb senken - Zukunft der Biomassenutzung Franz Handler, Manfred Nadlinger BLT Wieselburg / Lehr- und Forschungszentrum Francisco Josephinum Graz

2 INHALT Einleitung Maßnahmen beim Traktor Maßnahmen bei der Bodenbearbeitung Maßnahmen bei der Grünlandernte Faktor Mensch F. Handler und M. Nadlinger 2

3 KOSTEN DES TRAKTOREINSATZES Kraftstoffkosten sind ca. 40 % der Gesamtkosten (Motorauslastung 40 %, 450 h/a) F. Handler und M. Nadlinger 3

4 ENERGIEFLUSS BEIM TRAKTOR (VGL. KUTZBACH 1989) η ges = η e x η g x η L η e : Motorwirkungsgrad (0,2 0,3) η g : Getriebewirkungsgrad (0,8 0,85) η L: Laufwerkwirkungsgrad (0,65 bei 10% Schlupf) Abgase -7,5l /ha 34% Kühlung -8,5l /ha 6% 30% Getriebe -1,5l /ha aufgenommene Energie Abgegebene Energie 25l / ha 25l / ha 5l / ha 20% Laufwerk -2,5l /ha Bei Zugarbeit am Feld wird nur ca. 20 % der eingesetzten Energie des Kraftstoffes in effektive Zugleistung umgesetzt. 10% F. Handler und M. Nadlinger 4

5 KRAFTSTOFFVERBRAUCH LANDWIRTSCHAFTL. ARBEITEN (HOLZ 2006) Getreidetransport Mähdrescher Raps Mähdrescher Getreide Pflanzenschutz Mineraldüngung Universaldrillmaschine Kreiselegge + Drillmaschine Mulchen Kreiselegge Fräsen Pflügen Tiefenlockerung Scheibenegge Stoppelbearbeitung Grubber Kraftstoffverbrauch [l/ha] Verbrauch schwankt bei den verschiedenen Arbeiten um bis zu + 50 %. (Erhebung in Schleswig Holstein bei 540 Betrieben) F. Handler und M. Nadlinger 5

6 BEWERTUNG VON TRAKTORMOTOREN Kenngrößen zur Bewertung: Leistung Drehmoment Kraftstoffverbrauch Spezifischer Kraftstoffverbrauch Graphischen Darstellung Leistungsdiagramm F. Handler und M. Nadlinger 6

7 Drehmomentanstieg Max. Drehmoment Nennleistung bei Nenndrehzahl MOTORKENNLINIEN - VOLLLASTKURVEN l/h = g/kwh *kw 840g/l min. spez. Verbrauch Prospektangaben beziehen sich meist auf min. spezifischen Verbrauch! Begrenzte Aussagekraft! F. Handler und M. Nadlinger 7

8 MOTORAUSWAHL SPEZIFISCHER KRAFTSTOFFVERBRAUCH Prospekte beinhalten minimalen spezifischen Kraftstoffverbrauch Minimaler spezifischer Verbrauch: g/kwh nach ECE R24 Achtung: Verschiedene Messmethoden, die unterschiedliche Ergebnisse liefern! Messungen nach OECD Code 2: Messung an der Zapfwelle Messungen auch im Teillastbereich Ergebnisse praxisnäher Mittelwerte von 6 Messpunkten: 260 und 410 g/kwh Kurzberichte verfügbar unter: SAE J ISO TR ECE R120-97/68/EG /25/EG /13/EG 80/1269 EWG - ECE R24 - OECD Code 2 F. Handler und M. Nadlinger 8

9 VERGLEICH DER MOTORKENNLINIEN VON ZWEI TRAKTOREN Normzapfwelle 540 1/min Leistung [kw] % Traktor I Nennleistung 100 kw Min. spez. Verbrauch - 11 % Traktor I Spezifischer Kraftstoffbedarf [g/kwh] Motordrehzahl [1/min] Leistung Traktor I Spez. Verbrauch Traktor I Leistung Traktor II Spez. Verbrauch Traktor II Gleiche Nennleistung und gleicher min. spez. Verbrauch, trotzdem unterschiedliche Leistung und spez. Verbrauch über den gesamten Lastbereich. F. Handler und M. Nadlinger 9

10 MOTORKENNFELD (MUSCHELDIAGRAMM) EINES TRAKTORMOTORS (ABB. FAT-BERICHT 552) Drehzahl kostet Diesel! Motoren arbeiten bei einer Auslastung von 60 bis 80 % der Nennleistung und bei % der Nenndrehzahl am effektivsten. F. Handler und M. Nadlinger 10

11 KRAFTSTOFFVERBRAUCH BEI UNTERSCHIEDLICHEN DREHZAHLEN Kraftstoffverbrauch (l/h) eines 100-kW-Traktors im Teillastbereich bei unterschiedlichen Drehzahlen im Vergleich zum Fahren mit Vollgas [UPPENKAMP 2006] Angeforderte Leistung (kw) Drehzahl (U/min) Vollgas 20 6,2 6,1 6,4 7,0 8,0 9,5 10, ,2 11,0 11,2 11,8 12,8 14,2 15, ,4 16,0 16,1 16,7 17,6 19,0 19, ,1 21,1 21,6 22,5 23,8 24, ,5 27,4 28,6 Im Drehzahlbereich von ca bis U/min ist der Treibstoffverbrauch am geringsten. Ein guter Fahrer versucht in diesem Bereich zu fahren. F. Handler und M. Nadlinger 11

12 NORMZAPFWELLE SPARZAPFWELLE Diesel-Einsparpotential in % beim Einsatz der Sparzapfwelle oder der 1000er-Zapfwelle in Abhängigkeit von der Motorauslastung im Vergleich zum Einsatz der 540er-Normzapfwelle [UPPENKAMP 2006] Sparzapfwelle (750 U/min) Zapfwelle (1000 U/min) Motorauslastung [%] ,8 11,8 7,6 3,5 29,4 16,9 2,2 Im Teillastbereich die Sparzapfwelle verwenden! F. Handler und M. Nadlinger 12

13 NORMZAPFWELLE SPARZAPFWELLE Traktor 92 kw Futtermischwagen 8 m³ Grassilage, Maissilage, Kraftfutter, Biertrebern F. Handler und M. Nadlinger 13

14 REIFENDRUCK - TRAKTOR Möglichst geringer Reifendruck am Acker Zugkraft steigt bzw. Schlupf sinkt bei konstanter Zugkraft Wenig Bodendruck, geringere Spurtiefe Geringere Spurtiefe des Traktors am Acker Geringere Arbeitstiefe des folgenden Bodenbearbeitungsgerätes erforderlich Beispiel FH Soest [VOLK 2006] - Grubbern Reifendruck Schlupf 1,6 bar 18 % 1,0 bar 10 % - 9 % Dieselverbrauch - Pflügen Reifendruck Schlupf 1,6 bar 25 % 1,0 bar 15 % - 12 % Dieselverbrauch F. Handler und M. Nadlinger 14

15 REIFENDRUCK - ANHÄNGER Möglichst geringer Reifendruck am Acker Weniger Bodendruck Geringere Spurtiefe Geringerer Zugkraftbedarf Beispiel FH Soest Güllefass (VOLK 2004) Reifendruck Zugleistung 4,0 bar 135 kw 1,0 bar 110 kw - 19 % F. Handler und M. Nadlinger 15

16 REIFENDRUCK - STRASSENFAHRT Möglichst hoher Reifendruck auf der Straße Höhere Tragkraft der Reifen Weniger Verschleiß Geringerer Rollwiderstand Geringerer Dieselverbrauch Bsp.: Reifendruck auf maximal zulässigen Wert erhöhen Dieselersparnis von 15 % gegenüber minimalen erforderlichen Wert (lt. Reifentabelle) (UPPENKAMP 2006) F. Handler und M. Nadlinger 16

17 REIFENDRUCK - REIFENDRUCKREGLER Ermöglicht die Anpassung des Reifendruckes Ausrüstung zur manuellen Anpassung des Reifendruckes Quelle: Team Reifenregler, FH Südwestfalen Automatische Anlage zur Anpassung des Reifendruckes F. Handler und M. Nadlinger 17

18 BALLASTIERUNG DES TRAKTORS Traktor soll so leicht wie möglich und so schwer wie nötig sein Ballast bei schwerer Zugarbeit montieren verringert Schlupf Ballast bei leichter Zugarbeit und Zapfwellenarbeit demontieren Leerfahrt mit Ballast vermeiden! 1 t Ballast erhöht Dieselverbrauch um 1 l/h (UPPENKAMP 2006) Ballast muss rasch demontierbar sein! Toten Ballast vermeiden! F. Handler und M. Nadlinger 18

19 DIESELVERBRAUCH BEI UNTERSCHIEDLICHER BODENBEARBEITUNG - 39 % - 59 % -89 % Mulch- und Direktsaat reduzieren den Dieselverbrauch. Wenn möglich pfluglose Bearbeitung! (BRUNOTTE UND KORTE 2003) F. Handler und M. Nadlinger 19

20 BODENBEARBEITUNG Unnötige Arbeitsgänge vermeiden! Unnötige Bearbeitungsintensität vermeiden! Nicht tiefer arbeiten, als es der Boden und die Kultur erfordern Pro cm Arbeitstiefe werden rund 150 t Boden pro ha bewegt + 1 cm Arbeitstiefe beim Pflügen ca. plus 0,5-1,4 l Diesel (KALK und HÜLSBERGEN 1999) Optimaler Bearbeitungszeitpunkt minimiert: Verdichtungsrisiko Bearbeitungsintensität Anzahl der Überfahrten Zugkraftbedarf Bodenleben fördern biologische Bodenlockerung Zugkraft- und Kraftstoffbedarf sinken Beispiel: Mehrjährige organische Düngung verringert Zugkraftbedarf beim Pflügen um bis zu 38 % (MCLAUGHLIN ET AL. 2002) F. Handler und M. Nadlinger 20

21 BODENVERDICHTUNGEN BEIM PFLÜGEN [MOITZI 2006] Boden unverdichtet Boden verdichtet Fahrgeschwindigkeit [km/h] 6,8 6,4 Schlupf [%] 3,6 5,4 Kraftstoffverbrauch [l/h] 15,3 16,7 Kraftstoffverbrauch [l/ha] 13,2 15, % Anmerkung: 4-Scharwendepflug 1,70 m Arbeitsbreite, 20 cm Arbeitstiefe, Herbstackerung nach Körnermais, Bodenart: sandiger Lehm bei 14 % Feuchte Das Vermeiden von Bodenverdichtungen ist die Voraussetzung für einen gesunden Boden. Bodenverdichtungen erhöhen den Leistungs- und Treibstoffbedarf. F. Handler und M. Nadlinger 21

22 WARTUNG DER GERÄTE Referenz 100 % (20,2 l/ha) Dieselverbrauch eines Vierscharpfluges (WEIß 2003) Flacheisen auf einen Streichblechstreifen aufgeschweißt 116 % Gebrauchte Spitze auf Scharspitze aufgeschweißt 134 % Verschleißteile sachgemäß reparieren oder durch Originalteile ersetzen! F. Handler und M. Nadlinger 22

23 OPTIMALE ABSTIMMUNG VON TRAKTOR UND GERÄT Optimale Abstimmung von Arbeitsbreite, Fahrgeschwindigkeit und Motorleistung Graphik: Miglbauer 2011 F. Handler und M. Nadlinger 23

24 GERÄTEEINSTELLUNG PFLUG (HÖNER 2004) Falscher Zugpunkt: bis +20 % Dieselverbrauch Falscher Zugpunkt und falscher Sturz: bis +33 % Dieselverbrauch Richtige Geräteeinstellung bei jeder Arbeit vornehmen. F. Handler und M. Nadlinger 24

25 GERÄTEEINSTELLUNG - MÄHWERK Richtige Geräteeinstellung bei jeder Arbeit vornehmen! Beispiel: Auflagegewicht des Mähwerkes F. Handler und M. Nadlinger 25

26 FUTTERERNTE ZERKLEINERUNGSINTENSITÄT -13 % Zunehmende Häcksellänge verringert den Treibstoffverbrauch. Schnittlängen bei Erntegeräten dem tatsächlichen Bedarf anpassen. F. Handler und M. Nadlinger 26

27 SIND DIE MESSER SCHARF? 30 Leistungsbedarf des Schneidwerks einer Rundballenpresse (14 Messer, Grassilage, TS-Gehalt 24 bis 30 %) (SAUTER UND DÜRR 2005) Leistungsbedarf [kw] Messer scharf Messer stumpf Massenstrom Frischmasse [kg/s] Stumpfe Messer erhöhen den Leistungsbedarf. Messer regelmäßig schärfen. F. Handler und M. Nadlinger 27

28 FUTTERERNTE ARBEITSBREITE Zugleistungsbedarf steigt mit der Fahrgeschwindigkeit. Zur Steigerung der Ernteleistung die Schwadstärke und nicht die Fahrgeschwindigkeit erhöhen. F. Handler und M. Nadlinger 28

29 FAKTOR MENSCH GEÜBTE BEDIENPERSON Holmer T3, 260 kw, Bunker 25 m³, 6-reihig F. Handler und M. Nadlinger 29

30 FAKTOR MENSCH GEÜBTE BEDIENPERSON Arbeiten mit dem Frontlader (John Deere 6330) F. Handler und M. Nadlinger 30

31 PRAKTISCHES TRAINING Transportarbeit Trainer fährt am Beifahrersitz mit 4-6 km Fahrstrecke 1. Fahrt: Fahrer fährt seinen individuellen Stil 2. Fahrt: Trainer gibt Hinweise Zeit und Treibstoffverbrauch werden gemessen F. Handler und M. Nadlinger 31

32 EVALUIERUNG DES TRAININGSTAGES Transportfahrt 5,5 km, 15 m Höhendifferenz, John Deere 6430 F. Handler und M. Nadlinger 32

33 FAKTOR MENSCH Welche Möglichkeiten habe ich, auf meinem Betrieb Treibstoff zu sparen? Periodisch wiederkehrende Auffrischung der Spritspartipps notwendig Ein Erfolg treibstoffsparender Maßnahmen erleichtert eine Verinnerlichung dieser Handlungen bei allen Arbeiten Die Umsetzung dieser treibstoffsparenden Maßnahmen liegt überwiegend im Geschick der Bedienperson! F. Handler und M. Nadlinger 33

34 Franz Handler BLT Wieselburg / Lehr- und Forschungszentrum Francisco Josephinum Tel.: franz.handler@josephinum.at Homepage: 34