Wasserstoffbagger erklärt – Alles über Technik, Einsatz & Zukunft

Wasserstoffbagger werden mit einem Brennstoffzellensystem betrieben, das statt Diesel Wasserstoff als Energiequelle nutzt. In der Zelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff miteinander, wodurch Energie entsteht. Diese wird genutzt, um den elektrischen Motor anzutreiben.

Wie tankt man einen Wasserstoffbagger?

Wasserstoffbagger lassen sich über eine Zapfpistole direkt vor Ort auftanken – ebenso wie Dieselmaschinen. Für das Tanken gibt es bereits die ersten mobilen Wasserstoff-Betankungsanlagen, die sich auf die Baustelle transportieren lassen. Das Tanken dauert bei den neueren Modellen nur zehn bis 20 Minuten.

Beispiel: Die JCB Betankungseinheit ermöglicht es, einen Wasserstoffbagger 16 Mal aufzutanken, bevor sie selbst neu befüllt werden muss.

Wie wird Wasserstoff gewonnen?

Wasserstoff wird bei einem Prozess, der Elektrolyse genannt wird, hergestellt. Bei dieser chemischen Reaktion wird Strom genutzt, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten. Dafür wird ein Elektrolyseure-Gerät eingesetzt. Wird dieses durch erneuerbare Energien betrieben, entsteht völlig emissionsfreier, „grüner“ Wasserstoff.

Der Elektromotor stößt gerade bei großen Baumaschinen an seine Grenzen: Die hohen Leistungsanforderungen erfordern einen leistungsfähigen Akku – das führt allerdings zu langen Lade- und Stillstandzeiten, die man sich auf vielen Baustellen nicht erlauben kann.

Auch in der Umsetzung von großen Elektro-Baumaschinen ergeben sich Schwierigkeiten, wie beim Hersteller JCB deutlich wird. Der 20 Tonnen Kettenbagger 220X ist bereits ihr zweiter Prototyp eines Wasserstoffbaggers. Ein rein elektrischer 20 Tonnen Bagger wäre, laut JCB, nicht realisierbar gewesen. Dieser hätte für die gleiche Leistung einen 10.000 Kilowattstunden Akku gebraucht, wäre zehn Tonnen schwerer gewesen und fünfmal so teuer als ein Dieselbagger in der Herstellung.

Gerade wenn grüner Wasserstoff zum Einsatz kommt, sind Wasserstoffbagger ideal dazu geeignet, klimaneutral auf der Baustelle zu arbeiten. Aber sie bieten auch weitere Vorteile, gerade im Vergleich mit Diesel- und Elektrobaggern – und Nachteile sowie Herausforderungen, mit denen man sich befassen muss:

Was sind die Vorteile von Wasserstoffbaggern?

• Emissionsfreiheit im Betrieb: Die Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff in der Brennstoffzelle erzeugt lediglich sauberen Wasserdampf.
• Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen: Durch die Nutzung von Wasserstoffbrennern ist man unabhängig von Preisschwankungen von Erdgas und -öl. Gleichzeitig werden fossile Ressourcen immer knapper – während mehr in alternative Technologien investiert wird.
• Kurze Tankzeiten: Das Tanken von Wasserstoffbaggern dauert ungefähr bis zu 20 Minuten, wodurch lange Stillstandzeiten vermieden werden. Das ermöglicht auch lange Arbeitstage von 15 bis 20 Stunden.
• Flexibles Tanken: Wasserstoff kann direkt zu Baustellen, zu Gruben oder Straßen gebracht werden. Beispielsweise transportiert der Allradler von JCB 100 Kilogramm Wasserstoff auf einmal – dadurch wird eine Energieversorgung von 3.300 Kilowattstunden gewährleistet.
• Leises und sauberes Arbeiten: Brennermotoren mit Wasserstoff arbeiten leise und erzeugen keine Emissionen auf der Baustelle, die für Arbeiter schädlich sind. Somit ist auch emissionsfreier Tiefbau möglich.

Welche Nachteile bringen Wasserstoffbagger mit sich?

• Hohe Investitionskosten: Allein bei einer Brennstoffzelle, Leistungselektronik und Batterie liegen die Kosten bei 170.000 Euro – bei einem Dieselmotor nur bei 22.000 Euro. Für 150.000 Euro erhält man einen funktionsfähigen Diesel-Bagger, während der Wasserstoffbagger momentan circa 400.000 Euro kostet. Das liegt daran, dass Katalysator und Reaktionsbeschleuniger der Zelle aus dem seltenen und teuren Edelmetall Platin besteht.
• Hohe Anforderungen an Kühlsystem: Im Dauerbetrieb wird der Wasserstoffbrenner extrem heiß und muss für eine lange Lebensdauer stark gekühlt werden. Denn im Gegensatz zu Dieselmotoren arbeitet die Brennstoffzelle idealerweise bei 60 und nicht bei 90 Grad. Gleichzeitig darf die Kühlflüssigkeit nicht elektrisch leitend sein.
• Teure Kraftstoffkosten: Laut der NOW GmbH Metastudie „Wasserstoff-Verbrennungsmotor als alternativer Antrieb“ lag der Preis für Wasserstoff im Jahr 2021 bei 9,50 Euro pro Kilo. Dieser soll nach Prognosen bis 2030 auf vier bis fünf Euro pro Kilo fallen. Dadurch wären die Gesamtbetriebskosten vergleichbar zu Dieselmotoren.
• Versteckte Emissionen: Zwar liegen die lokalen Emissionen eines Wasserstoffbaggers bei null. Allerdings wird der Strom, der zur Produktion von Wasserstoff aufgewendet wird, zum größten Teil aus Erdgas oder Erdöl gewonnen. Im Jahr 2020 wurden nur 5 Prozent des gesamten Wasserstoffs aus erneuerbaren Energien hergestellt – dadurch entstanden 25 Millionen Tonnen CO₂.

Wasserstoffbagger kommen noch nicht flächendeckend auf Baustellen zum Einsatz. Die ersten vereinzelten Einsätze gab es allerdings bereits im Jahr 2021 und 2022: Erstmalig war es möglich, elektrische Hybridbagger für Naturschutzprojekte in den Natura 2000 Gebieten der EU einzusetzen.

Interessant werden Wasserstoffbagger in anderen Einsatzgebieten, in denen Abgase zu Problemen führen – wie beispielsweise im Tunnelbau oder in Ballungsgebieten.

Welche Hersteller unterstützen die Produktion von Wasserstoffbaggern?

Weiterhin beschäftigen sich die größten Baumaschinenhersteller mit der Optimierung von Wasserstoffbaggern, damit diese für Baustellen zulässig gemacht werden:

• JCB 220X: JCB gilt als der erste Hersteller für Prototypen von Wasserstoffbaggern. Mit einem Budget von 100 Millionen Euro investieren sie aktiv in die Entwicklung von Wasserstoffbrennzellen.
• Hyundai HW155H: Dieser Hyundai Wasserstoffbagger wurde erstmalig auf der Bauma 2025 in München vorgestellt. Durch die optimierte Brennzellentechnologie hat der Bagger eine Gesamtleistung von 70 bis 100 Kilowattstunden. Gleichzeitig ermöglicht sie einen Dauerbetrieb von bis zu acht Stunden.
• Hybrid-Bagger H2 Liebherr: Der 30 Tonnen schwere Bagger wird sowohl von Wasserstoff als auch von einem 150 Kilowattstunden Batteriesystem betrieben. Dank des „innolectric On-Board Chargers“ sind AC- und DC-Ladungen möglich – und dank des Wasserstoffantriebs entfallen außerdem Ladepausen tagsüber.

Sie haben zudem die Möglichkeit, sich für individuelle Beratung an die Lotsenstelle Wasserstoff zu wenden.