Januar 6, 2020

In den 2010er Jahren sahen wir, wie das rasante Tempo des technologischen Fortschritts und die globalen wirtschaftlichen Veränderungen drastische Auswirkungen auf die Produktion, die Verkaufszyklen und die Möglichkeiten in den Bereichen Transport, Landwirtschaft, Bau, Bergbau und Energieerzeugung hatten.

Was werden also die nächsten 10 Jahre bringen? Hier ist ein Blick auf das, was Sie erwarten können.

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Was in den 2020er Jahren kommen wird

1. Die Elektrifizierung wird weiter zunehmen, aber sie wird sich nicht durchsetzen.

2. Die Viskostechnologie wird zum wichtigsten Werkzeug für die Motorkühlung im Arsenal eines Konstrukteurs oder Servicetechnikers.

3. Die Emissionsvorschriften werden strenger, aber es besteht Hoffnung auf eine Harmonisierung.

4. Die Emissionen werden nicht der einzige Umweltfaktor sein, den die Hersteller im Auge haben.

5. Der Markt für kompakte Baumaschinen wird sprunghaft ansteigen.

6. Mehr neue Nutzfahrzeuge werden mit Wasserstoff betrieben.

7. Der Aufstieg des selbstfahrenden Fahrzeugs wird sich fortsetzen.

8. Wir werden mehr Experimente mit alternativen Kraftstoffen und deren Einsatz in bestehenden Motoren erleben.

9. Der Zugang zu Schulungen für den Ersatzteilservice wird einfacher – und technologisch fortschrittlicher – denn je.

10. Der Diesel wird nicht verschwinden.

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1. Die Elektrifizierung wird weiter zunehmen, aber sie wird sich nicht durchsetzen.

Dave Hennessy, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung bei Horton, sagt oft, dass „die Elektrifizierung das größte Problem ist, das auf uns zukommt. Die eigentliche Frage ist, wie?“

Sowohl im On-Highway- als auch im Off-Highway-Sektor ist sie in vielerlei Hinsicht bereits da. Lkw-Hersteller haben mehr als nur an elektrischen Sattelschleppern getüftelt, und Daimler hat Anfang des Jahres den „eCascadia“ angekündigt, der ab 2021 produziert werden soll. Volvo wird bereits im März 2020 mit der Produktion von Elektro-Lkw in Europa beginnen.

Aber Langstreckenmaschinen, die schwere Lasten transportieren, benötigen eine beträchtliche Menge an Energie, die schwer zu regenerieren ist, während sie eine konstante Geschwindigkeit beibehalten. Stop-and-Start-Anwendungen mit kurzen Reichweiten wie kompakte Baumaschinen und kleinere Lieferwagen (z. B. UPS und Amazon) können die Bremskraft schnell auffangen und die Energie speichern. Aus diesem Grund haben Volvo, Caterpillar und andere Off-Highway-Hersteller bereits kompakte Maschinen mit Elektroantrieb auf den Markt gebracht, die in den kommenden Jahren weiter ausgebaut werden sollen.

Die Suche nach Möglichkeiten, schwere Nutzfahrzeuge mit Batteriestrom zu betreiben, ist jedoch nur der Anfang. Damit sich die Elektrifizierung durchsetzen kann, ist eine umfassende Überarbeitung der Infrastruktur erforderlich – Ladestationen, massive Flottenumstellungen und Ähnliches. Die Ladezyklen werden sich auch auf die Lieferzyklen auswirken.

Es besteht kein Zweifel, dass sie kommen wird. Aber Experten wie Hennessy vermuten, dass es länger als 10 Jahre dauern wird.

Bis zum Ende des Jahrzehnts werden Ihre Amazon-Pakete wahrscheinlich von einem elektrisch betriebenen Fahrzeug geliefert werden. Am Flughafen werden Sie vielleicht mit einem Elektrobus transportiert. Aber die große Zahl der Sattelschlepper, die über die Autobahnen rollen, werden immer noch mit Verbrennungsmotoren fahren. Und bevor die Lastwagen ganz elektrisch fahren, wird eine Welle von Hybridfahrzeugen – viele mit 48 Volt – erwartet, wie sie derzeit den Automobilmarkt überschwemmt.

Der North American Council for Freight Efficiency führt mehrere Argumente für und gegen batterieelektrische Nutzfahrzeuge an und nennt Gewicht, Kosten und Infrastruktur als die drei wichtigsten Punkte.

„Der Übergang in bestimmten Marktsegmenten wird sich über Jahrzehnte hinziehen. Dabei werden sie sich den Platz mit traditionellen Benzin-, Diesel- und anderen alternativen Kraftstoffantrieben teilen und auch mit anderen aufkommenden Technologien wie Brennstoffzellen und Hybriden konkurrieren“, heißt es in einem aktuellen NACFE-Bericht zur Rentabilität von Elektrofahrzeugen. „Gemischte Flotten (einschließlich Diesel-, Erdgas-, Hybrid- und BEV-Produkten), die für bestimmte Strecken und Arbeitszyklen optimiert sind, werden bis 2050 wahrscheinlich die Norm sein.

Ein ähnlicher Trend wird für das Baugewerbe, die Landwirtschaft, den Bergbau und andere Off-Road-Segmente erwartet.

„Wir gehen davon aus, dass dies auch bei den Off-Highway-Märkten der Fall sein wird“, sagte Blake Harris, Produktmanager für Off-Highway bei Horton. „Anwendungen mit kürzerer Reichweite und geringerem Energiebedarf (Gabelstapler, kompakte Baumaschinen, Flughafenschlepper) werden als erstes auf Elektroantrieb umgestellt, während Anwendungen mit hohem Energiebedarf und großer Reichweite als letztes kommen (Traktoren). In der Mitte werden wir eine zunehmende Hybridisierung sehen (Lader, Bagger, Geländewagen).“

2. Die Viskostechnologie wird das wichtigste Werkzeug zur Motorkühlung im Arsenal eines Konstrukteurs oder Servicetechnikers sein.

Während die Elektrifizierung – und in Bezug auf die Motorkühlung die Bereitstellung des Luftstroms auf elektronischem Wege – noch bevorsteht, ist das Zeitalter der vollvariablen, viskosen Lüfterkupplungen bereits angebrochen. Indem sie den Fluss des Silikonöls im Antrieb regulieren, können diese Kupplungen genau bestimmen, wie schnell sie den Motorlüfter drehen. Die neuesten Modelle, wie das RCV250 von Horton für Systeme zur Motorkühlung von Sattelschleppern und das RCV2000 für Großraummuldenkipper u.ä., kommunizieren direkt mit dem Computer des Motors, um zu bestimmen, wie viel Kühlung erforderlich ist.

Das Erzeugen eines genau richtigen Luftstroms innerhalb eines Systems zur Motorkühlung bietet die folgenden Vorteile gegenüber älterer, veralteter Technologie:

• Kraftstoffeffizienz: Da die Viskose-Technologie nur so viel Kühlung wie nötig bereitstellt, können die Motoren mehr Leistung für den Antrieb der Kolben und weniger für die Temperaturregulierung aufwenden.
• Geringere Umweltbelastung: Je effizienter ein Motor gekühlt wird, desto weniger Feinstaub wird in die Luft freigesetzt, was die Kohlenstoffemissionen erheblich verringern kann.
• Weniger Lärm: Die Lärmbelastung wird in den Vereinigten Staaten weiterhin stärker reguliert werden, wie es in Europa bereits der Fall ist. Je niedriger die Lüfterkupplung läuft, desto weniger Lärm emittiert die Maschine (siehe Punkt Nr. 4 auf dieser Liste).
• Umgang mit den Elementen: Leichteres Starten bei kalten Wetterbedingungen und schnellere Reaktion auf extreme wetterbedingte Temperaturschwankungen.

Die Transportindustrie in der Europäischen Union hat sich in den letzten zehn Jahren hauptsächlich auf viskose Technik verlassen, und es wird erwartet, dass die amerikanischen Hersteller bei neuen LKWs diesem Beispiel folgen werden. Im Baugewerbe, im Bergbau und in der Landwirtschaft ist die viskose Motorkühlung bereits zur Norm geworden.

Aber On-Off-Kupplungen wie die DM Advantage von Horton werden in absehbarer Zeit nicht verschwinden. Einige Lkw-Antriebe sind bis zu 90 Prozent der Zeit ausgekuppelt und laufen mit niedrigen Eingangsgeschwindigkeiten, so dass eine voll variable Lösung nicht dieselbe Art von Einsparungen bietet. On-Offs sind außerdem einfach zu installieren, können nachgebaut werden und müssen nicht programmiert werden, wie es bei Viskokupplungen der Fall ist.

3. Die Emissionsvorschriften werden strenger, aber es besteht Hoffnung auf eine Harmonisierung.

Die Emissionsvorschriften und die massiven Veränderungen, die sie mit sich bringen, werden in den nächsten 10 Jahren noch zunehmen, da Zulieferer, Hersteller, Endverbraucher und Regierungen zusammenarbeiten, um den CO2-Fußabdruck der Industrie zu reduzieren.

Auf internationaler Ebene bedeutet das eine viel stärkere Harmonisierung. Derzeit befindet sich die Europäische Union in der sechsten Phase ihrer Vorschriften für schwere Dieselmotoren, und das schon seit 2012. Die Treibhausgasemissionen für gewerbliche Lkw und Busse in den Vereinigten Staaten sind in die zweite Phase eingetreten und werden ab 2027 vollständig umgesetzt.

Abseits der Straße führt die EU derzeit schrittweise die Stufe V für mobile Maschinen und Geräte ein; sie wird bis 2021 vollständig durchgesetzt sein. In den Vereinigten Staaten gilt die Stufe 4 der NOx- und Feinstaubemissionsnormen seit 2015, und es sind keine unmittelbaren Aktualisierungen in Sicht.

Und dann ist da noch Kalifornien.

Da der Golden State seit den 1960er Jahren vom Clean Air Act der EPA ausgenommen ist, hat er – wie auch eine Handvoll anderer Bundesstaaten, die diesem Beispiel folgen – stets strengere Emissionsvorschriften als der Rest des Landes. Diese folgen in der Regel früher als der Rest der USA dem Beispiel Europas; die EU-Standards sind den nordamerikanischen in der Regel etwa 10 Jahre voraus.

Und während all diese Dominoeffekte zu einer Fülle unterschiedlicher CO2-Emissionen führen, die nicht übertroffen werden können, haben Industrieunternehmen wie China und Japan ihre eigenen Standards. Da die Wirtschaft immer globaler wird und die großen Transportunternehmen an immer mehr Orten tätig sind, müssen sowohl die Hersteller als auch die Regierungen die Anforderungen vereinheitlichen. Auf diese Weise können die Produktionsanlagen effizienter skaliert und die kollektiven Transportbedürfnisse der Welt besser erfüllt werden.

Mit Abkommen wie dem Pariser Abkommen der Vereinten Nationen sind wir bereits auf einem guten Weg. Auch das California Air Resources Board (CARB) und die EPA beabsichtigen, bis 2027 ähnliche Regelungen wie die aktuellen kalifornischen Standards einzuführen.

In der Zwischenzeit werden die Hersteller von Lastkraftwagen, Traktoren und Stromerzeugern weiterhin alle Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung ausschöpfen – einschließlich der Verwendung von Lüfterkupplungen, die sich nur dann drehen, wenn es nötig ist.

Es gibt zumindest Tools, die Ingenieure nutzen können, um die Emissionsvorschriften zu verstehen. Das Treibhausgasemissionsmodell (GEM) der EPA ist eine Desktop-Anwendung, mit der die Emissionen und die Kraftstoffeffizienz von schweren Nutzfahrzeugen geschätzt werden können. Die EU hat ein ähnliches Programm, den Vehicle Energy Consumption Calculator (VECTO).

Laut VECTO bietet eine an der Kurbelwelle montierte elektronische Lüfterkupplung die niedrigsten Emissionswerte – was in diesem Fall eine gute Sache ist – für ein Kühlpaket.

4. Die Emissionen werden nicht der einzige Umweltfaktor sein, den die Hersteller im Auge haben.

Die Europäische Kommission schätzt, dass der Anteil der Stadtbevölkerung weltweit von 55 Prozent im Jahr 2018 auf 68 Prozent im Jahr 2050 ansteigen wird, was einer Zunahme der weltweiten Stadtbevölkerung um fast 50 Prozent entspricht. Der Urbanisierungsgrad in Europa wird voraussichtlich von heute 74 Prozent auf etwa 75 Prozent im Jahr 2020 und 83,7 Prozent im Jahr 2050 steigen.

Europa ist also bereits Vorreiter, wenn es darum geht, sicherzustellen, dass Maschinen keine negativen Auswirkungen auf die Trommelfelle der Bürger haben. Die EU-Richtlinie über Lärm im Freien begrenzt die Dezibelwerte für Maschinen im Freien streng.

Derzeit deckt die EPA die Lärmbelastung von Fahrzeugen nicht ab, aber der zunehmende Druck von Organisationen wie der Occupational Safety and Health Administration könnte dies im Laufe der Zeit ändern.

Dies ist ein weiterer Bereich, in dem eine vollständig modulierbare Lüfterkupplung helfen kann. Die EU erlaubt es den Motorenherstellern beispielsweise, das Fahrzeuggeräusch zu bewerten, wenn der Lüfter mit 70 Prozent der Leistung läuft. Mit einer Viskokupplung erzeugt dies etwa ¼ der normalen Geräuschemission. Damit können die Motorenhersteller die Tests bestehen und, was noch wichtiger ist, sicherstellen, dass die Kunden und ihre Gemeinden keine lästige Lärmbelästigung erfahren.

Kleinere, effizientere Ventilatoren, wie der LS5 von Horton, können ebenfalls den Geräuschpegel senken, insbesondere wenn sie mit einem vollvariablen Antrieb kombiniert werden.

5. Der Markt für kompakte Baumaschinen wird sprunghaft ansteigen.

Nach Angaben von OEM Off-Highway wurde der weltweite Markt für kompakte Baumaschinen (Kompaktbagger, Kompaktlader, Kompakt-Raupenlader und kompakte Radlader) im Jahr 2017 auf mehr als 10 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird bis Ende 2025 voraussichtlich mehr als 15 Milliarden US-Dollar erreichen.

Die Hauptgründe: Vielseitigkeit und Kosteneffizienz.

„Kompakte Radlader sind Servicemaschinen, die in jedem Segment eingesetzt werden können, von der Landschafts- und Gartenpflege über den Straßen- und Tiefbau bis hin zur Landwirtschaft“, sagte Helmut Broy, Leiter der Geschäftsplattform für kompakte Radlader bei Volvo CE, gegenüber OEM Off-Highway. „Sie sind unverzichtbare Multitool-Träger, die in der heutigen vielfältigen Geschäftslandschaft benötigt werden.“

6. Mehr neue Motoren werden mit Wasserstoff betrieben.

Während die Elektrifizierung weiter an Fahrt gewinnt, hat die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie bereits die Nase vorn. Nikola behauptet, dass seine wasserstoffbetriebenen Lkw emissionsfrei sind, und Unternehmen wie Deutz und Hyundai erforschen ebenfalls Optionen.

Egal, ob ein Fahrzeug mit Diesel-, Wasserstoff- oder einem anderen Motor angetrieben wird (siehe Punkt 8 auf dieser Liste), es benötigt immer noch die gleiche Art von Kühlung. Die meisten Lüfterkupplungen werden über die Antriebswelle und/oder den Computer des Motors gesteuert, so dass Unternehmen wie Horton für diese Entwicklungen gut gerüstet sind.

7. Der Aufstieg des autonomen Fahrzeugs wird sich fortsetzen.

Unabhängig vom Motortyp braucht jede Anwendung einen Fahrer.

Auch wenn es eine virtuelle ist.

Viele Unternehmen experimentieren weiterhin mit selbstfahrenden Lieferungen. Zu den Vorteilen könnten sicherere Straßen und ein geringerer Kraftstoffverbrauch gehören, aber der Übergang zu fahrerlosen Lastwagen und Baumaschinen liegt noch in weiter Ferne.

Dem NACFE zufolge „sind die Fortschritte bei den Technologien, die selbstfahrende Fahrzeuge ermöglichen, in den letzten Jahren erheblich gestiegen. Demonstrationen rund um den Globus beweisen, dass dies für alle Arten von Fahrzeugen möglich ist, von PKWs für die persönliche Mobilität bis hin zu vielen Formen von Nutzfahrzeugen, und viele Verbesserungen in Bezug auf Sicherheit, Effizienz und Nutzung mit sich bringen wird.“

8. Wir werden mehr Experimente mit alternativen Kraftstoffen und deren Einsatz in bestehenden Motoren erleben.

Viele von uns haben inzwischen die Werbung von Exxon Mobil gesehen, in der der multinationale Öl- und Gaskonzern Algen anbaut, um sie als Kraftstoff zu verwenden. Andere Biokraftstoffe wie Ethanol oder nachwachsende Rohstoffe, die im Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellt werden, reduzieren nicht nur die Emissionen, sondern können auch in den heutigen Motoren verwendet und/oder den heutigen Kraftstoffen hinzugefügt werden, um sofortige Ergebnisse zu erzielen.

Andere Industrien, wie z.B. die Müllabfuhr, haben Wege gefunden, Methan aus Abfällen zur Herstellung synthetischer, erneuerbarer Kraftstoffe zu nutzen.

Warum ist das wichtig? Laut OEM Off-Highway muss der fossile CO2-Ausstoß von Straßenfahrzeugen in den nächsten drei Jahrzehnten nahezu eliminiert werden, um die Forderung des Pariser Abkommens zu erfüllen, die globale Erwärmung auf 2 über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Aber etwa die Hälfte der Fahrzeuge, die in 10 Jahren auf den Straßen unterwegs sein werden, sind bereits verkauft worden, so dass Technologien, die in bestehende Motoren eingebaut werden können, besonders wichtig sind.

9. Der Zugang zu Schulungen für den Ersatzteilservice wird einfacher – und technologisch fortschrittlicher – denn je.

Im On-Highway Aftermarket sind persönliche Schulungsmodule und Online-Lernprogramme inzwischen die Norm. Sie sind eine gute Möglichkeit für Lieferanten, Dieseltechnikern und Händlern beizubringen, wie sie ihre Produkte warten können.

Aber es wird noch einfacher werden.

Im Zeitalter der YouTube-Mechaniker gibt es eine wachsende Nachfrage nach einfachen, leicht verständlichen Videoschulungen. Davon wird es immer mehr geben, zusammen mit einigen potenziellen digitalen Lösungen, die noch mehr in die Tiefe gehen.

Augmented Reality – eine Technologie, die ein computergeneriertes Bild über die Sicht des Benutzers auf die reale Welt legt – und Virtual Reality – vollständig immersive, dreidimensionale Simulationen, mit denen der Benutzer auf eine scheinbar reale und physische Weise interagieren kann – werden immer billiger und finden immer mehr Akzeptanz. Bis 2030 ist es möglich, dass zumindest einige Servicewerkstätten diese Tools nutzen werden, um mit der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der Lkw-Technologie Schritt zu halten.

10. Der Diesel wird nicht verschwinden.

Weit davon entfernt, um genau zu sein.

Während sich verschiedene geopolitische Faktoren auf das verarbeitende Gewerbe insgesamt ausgewirkt haben, bleibt die Dieselproduktion stark, insbesondere in den USA. Die neuesten Dieseltechnologien kommen der Emissionsfreiheit immer näher, und die Arbeitsplätze in diesem Sektor wachsen weiter.

Die Statistiken des U.S. Bureau of Labor zeigen ein jährliches Beschäftigungswachstum von fünf Prozent.

Es ist zwar unmöglich, die Zukunft vorherzusagen, aber man kann mit Sicherheit sagen, dass sich die Räder des Wandels auch in den 2020er Jahren weiter drehen werden. Diejenigen, die Schritt halten, werden Technologien und Komponenten gefunden haben, die ihren Anwendungen zu mehr Effizienz verhelfen und die Welt zu einem sichereren Ort zum Leben und Arbeiten machen.