Energiespeichersysteme (ESS) haben das Potenzial, die Baustelle von morgen dabei zu unterstützen, ihren Energieverbrauch und damit ihre CO2-Emissionen deutlich zu reduzieren.
Luftverschmutzung durch die Baubranche
Rund 40 % des Energieverbrauchs weltweit entfallen auf die Baubranche. Der größte Teil der Luftverschmutzung von Baustellen ist auf die Verbrennung von Dieselkraftstoff zurückzuführen. Schwerlastfahrzeuge, Kräne, Bagger, Generatoren und viele andere Maschinen verbrauchen Dieselkraftstoff und geben Emissionen in die Atmosphäre ab. Die Abhängigkeit der Branche von Dieselkraftstoff ist darauf zurückzuführen, dass auf Baustellen kein Netzstrom vorhanden ist, besonders an abgelegenen Standorten.
Durch die wechselnden Lasten im Laufe des Tages ist es schwierig, den Energieverbrauch auf der Baustelle effizient zu verwalten. Das Anfahren schwerer Maschinen wie eines Krans führt zu Lastspitzen, während für den regelmäßigen Betrieb ein stetiger Bedarf auf einem viel niedrigeren Niveau erforderlich ist. Generatoren müssen auf Spitzenlast ausgelegt sein, auch wenn dieser Bedarf nur periodisch und kurzfristig auftritt. Aus diesem Grund werden große Generatoren den größten Teil des Tages nur unzureichend genutzt, was unnötige Emissionen verursacht.
Neben der Verbrennung von Dieselkraftstoff erzeugen Baumaschinen auch Lärm. Diese Form der Verschmutzung ist besonders in städtischen Gebieten problematisch, in denen Lärmvorschriften zu Einschränkungen in der Nacht führen können, weil keine Bauaktivitäten erlaubt sind.
Zu den Abgasemissionen von Diesel gehört Feinstaub mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometer, auch bekannt als PM2,5. Die Baubranche ist für 14,5 % dieser Partikel in der Luft verantwortlich. Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO), Schwefel, Stickstoffverbindungen (NOx) und Kohlenwasserstoffe sind ebenfalls in Dieselemissionen vorhanden.
Wie viel CO2 produziert die Baubranche?
Die CO2-Belastung trägt wesentlich zur globalen Erwärmung und zum Klimawandel bei. Die Regulierungsbehörden erhöhen ständig die Emissionsstandards, um die CO2-Emissionen zu reduzieren. Beispielsweise begrenzen die Vorschriften für die Stufe V die Emissionsgrenzwerte für Dieselgeneratoren, die auf Baustellen in Europa verwendet werden. Einige Städte in Nordeuropa, wie Oslo, Kopenhagen und Helsinki, versuchen, die weltweit ersten emissionsfreien Baustellen einzuführen.
Bauaktivitäten tragen zu 23 % zur weltweiten Luftverschmutzung bei. Selbst wenn nur Elektrowerkzeuge aufgeladen werden, trägt dies zu den Auswirkung auf die Umwelt bei, da 5 % des CO2 von Bauarbeiten aus dieser Quelle stammen.
Folgen von CO2-Emissionen auf Baustellen
Luftverschmutzung beschleunigt den Klimawandel durch Einschluss von Wärme. Wenn sich die globale Durchschnittstemperatur erhöht, ändert sich unser Klima. Diese Erwärmung verursacht extreme Wetterereignisse wie Tropenstürme, Waldbrände, starke Dürren und Hitzewellen.
Die Pflanzen- und Tierwelt ist ebenfalls von CO2-Emissionen betroffen. Wenn das Klima die Landschaft verändert und Dürren oder andere Wetterereignisse verursacht, die Nutzpflanzen und andere Pflanzen nicht überleben können, kann dies die Ernteerträge beeinträchtigen.
CO2-Emissionen sind auch für Menschen schädlich, und Bauarbeiter und Anwohner sind Smog und Luftverschmutzung ausgesetzt. Außerdem kann eine Reduzierung der Pflanzenvielfalt die Nahrungskette unterbrechen und die Ökologie rund um eine Baustelle stören.
So verringern Sie die Luftverschmutzung im Bauwesen
Die Reduzierung der Luftverschmutzung im Bauwesen hängt von der Verringerung des Energiebedarfs aus Dieselkraftstoff ab. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist der Einsatz von Energiespeichersystemen (ESS) mit Lithium-Ionen-Akkutechnologie.
In einigen Fällen kann es möglich sein, eine Baustelle ohne Dieselmaschinen zu betreiben, aber das ist selten. Normalerweise liefert eine Hybridlösung mit kleineren Dieselgeneratoren und einem ESS die für die Baustelle erforderliche Leistung. Dadurch werden der Kraftstoffverbrauch und damit auch die Emissionen reduziert.
Ein typisches Szenario verwendet eine Energiespeicherlösung, um unter Spitzenlastbedingungen zusätzlichen Strom zu liefern. Dies reduziert die Größe des vor Ort erforderlichen Generators und den Kraftstoffverbrauch. Gleichzeitig kann der Generator außerhalb der Stoßzeiten den Batterieenergiespeicher aufladen, damit die Einheit für die nächste Bedarfsspitze bereit ist. Mit diesem Konstruktionsprinzip kann die Generatorkapazität um 40 % reduziert werden, was zu 80 % weniger Emissionen durch die Baustelle führt.
Weitere Reduzierungen sind möglich, indem Solarmodule in die Lösung integriert werden. Telekommunikationsantennen und Werkzeugladestationen können direkt mit Solarenergie versorgt werden. Bei höheren Energieanforderungen wie dem Aufladen von Elektrofahrzeugen können Generatoren die Versorgung ergänzen. Intelligente Lastmanagementsysteme ermöglichen es dem ESS, den Einsatz erneuerbarer Energiequellen zu maximieren und den von Dieselgeneratoren zu minimieren.
Energiespeicherlösungen und Solarenergie haben in städtischen Umgebungen ganz erhebliche Vorteile. Durch die reduzierte Generatorgröße wird auch die Lärmbelastung am Standort reduziert. Auf diese Weise kann die Bautätigkeit bis weit über die Ruhezeit hinaus weitergeführt werden, die in der Regel aufgrund von übermäßigem Lärm auferlegt wird. Wenn in der Nacht die elektrische Leistung des ESS verwendet wird und Dieselgeneratoren nur tagsüber eingesetzt werden, können die Produktivität der Baustelle und die Gesamtemissionen verbessert werden.
Obwohl es einige Anwendungen für Energiespeichersysteme gibt, ist die Lithium-Ionen-ESS-Serie von Atlas Copco ideal für die Baubranche geeignet. Die Modelle sind leicht und kompakt und benötigen lediglich 10 bis 20 Quadratfuß. Sie können je nach Bedarf 12 Stunden lang Strom liefern, und das Aufladen dauert nur 1,5 Stunden. Das innovative System von Atlas Copco hat eine Lebensdauer von 40.000 Stunden, was 5.000 Zyklen oder mehr als 1.600 Tage Dauerbetrieb entspricht. Die niedrigen Gesamtbetriebskosten bedeuten, dass sich diese Einheiten in weniger als zwei Jahre amortisieren.
Es gibt eine lange Liste der Vorteile von Energiespeichersystemen. Die Baustelle von morgen wird deutlich weniger Energie verbrauchen als Baustellen der Vergangenheit. Der Dieselverbrauch und die damit verbundene Luftverschmutzung werden deutlich sinken, wenn Bauunternehmen auf Energiespeicherlösungen umstellen. Mit Li-Ionen-Akkus kann die Branche ihre Spitzenanforderungen erfüllen und gleichzeitig die Generatorkapazität reduzieren. Sie wird außerdem von einer geringeren Lärmbelastung und einer verbesserten Produktivität profitieren.
