21.04.2022

Darum erzeugt das größte E-Fahrzeug der Welt mehr Strom, als es verbraucht

Das weltgrößte E-Fahrzeug ist der Muldenkipper "Lynx", der in der in einem Steinbruch in der Schweiz im Einsatz ist. Sein Vorgänger brauchte jährlich bis zu 100.000 Liter Diesel.
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Das weltgrößte E-Fahrzeug: Der Lynx wiegt 58 Tonnen
Das weltgrößte E-Fahrzeug: Der Lynx wiegt 58 Tonnen | Screenshot: https://youtu.be/JKS8-meSaVM

Das derzeit größte E-Fahrzeug der Welt ist in der Schweiz, genauer gesagt in einem Steinbruch im Berner Jura, im Einsatz. Es ist ein vom Schweizer Unternehmen E-Mining umgebauter Komatsu-Muldenkipper mit dem Namen „Lynx“, der 58 Tonnen wiegt und maximal 65 Tonnen Material transportieren kann. Die Firma konstruierte bereits den vorigen Rekordhalter, der in einem Zementwerk in der Schweiz im Einsatz ist. Alleine der Akku des „Lynx“, der eine Kapazität von 700 Kilowattstunden hat, wiegt 4,5 Tonnen – es ist der weltweit stärkste, in einem Fahrzeug verbaute. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt rund 40 km/h und er schafft Steigungen von bis zu 14 Prozent.

Vorgänger verbrauchte bis zu 100.000 Liter Diesel im Jahr – so erzeugt der Lynx Strom

Das wohl erstaunlichste an dem Gefährt ist aber: Wenn gerade kein Schnee liegt, erzeugt es mehr Strom, als es verbraucht, konkret bis zu 200 Kilowattstunden pro Tag. Und das, obwohl er eine sehr energieintensive Arbeit verrichtet. Sein Vorgänger im Steinbruch verbrauchte laut E-Mining 50.000 bis 100.000 Liter Diesel im Jahr – das waren bis zu rund 260 Tonnen CO2-Ausstoß. Wie also ist das möglich? Der Grund ist, dass der Lynx im Steinbruch relativ weit oben am Berg beladen und unten im Tal entladen wird. Auf dem Weg hinunter erzeugt er dann durch Rekuperation CO2-neutralen Strom – wegen dem dann deutlich höheren Gewicht mehr, als auf dem Weg hinauf verbraucht wird.

So sieht der Lynx aus | (c) Kuhn Gruppe

Trotz Schnee-Einschränkung sind Studienergebnisse eindeutig

Wie oben erwähnt geht die Rechnung aber nur bei den richtigen Weg-Verhältnissen auf. Wenn Schnee liegt, was im Einsatzgebiet im Schweizer Gebirge verhältnismäßig sehr häufig der Fall ist, müssen dem „Lynx“ Schneeketten angelegt werden. Dadurch erhöht sich der Energieverbrauch deutlich und er muss extern geladen werden. Doch auch bei der Diesel-Version ist der Verbrauch dann entsprechend höher. Ein Studie der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), die das deutsche Magazin E-Fahrer zitiert, bringt jedenfalls trotzdem ein eindeutiges Ergebnis: Demnach spart der „Lynx“ bei zehnjähriger Nutzungsdauer knapp 500.000 Liter Diesel und 1300 Tonnen CO2 ein. Der 2,5 mal so hohe Anschaffungspreis (im Vergleich zum Diesel-Muldenkipper) würde sich dabei amortisieren.

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Das Zyglox-Team in Graz, in der Mitte die Gründer Jakob Moder (links) und Erik Gerstl (rechts). © Zyglox

Rund die Hälfte der Lifecycle-Kosten eines Zuges entfällt auf die Wartung, und davon wiederum mehr als die Hälfte auf Räder, Achsen und Fahrwerk, sagt Jakob Moder. Wie stark diese Bauteile im Betrieb tatsächlich belastet werden, wird bisher aber kaum gemessen. Der Grund ist simpel: Es fehlt an präziser Messtechnik, die im Dauerbetrieb einsetzbar ist. Das Grazer Startup Zyglox will das ändern.

„Die Eisenbahn ist nicht ins 21. Jahrhundert gekommen“

Der Name ist ein Wortspiel: Zyglox, gesprochen „Zügloks“, steht für Messtechnik für Züge und Loks. Dahinter stehen Jakob Moder und Erik Gerstl, die zuvor gemeinsam in der Messtechnik gearbeitet haben. Moder wechselte später in den Eisenbahnbereich und erlebte die Lücke dort aus der Praxis. Was es brauche, sei eine Lösung, „die das einerseits zuverlässig erkennt und gleichzeitig gut applizierbar ist“. Sein Urteil: „Bei der Usability ist die Eisenbahn nicht ins 21. Jahrhundert gekommen.“ Ende 2023 gründeten die beiden Techniker Zyglox in Graz.

Die bisherige Methode mit Dehnmessstreifen sei „einfach zu teuer“, erklärt Moder. Der Zug müsse dafür ein bis zwei Wochen zerlegt und instrumentiert werden, deshalb passiere das nur bei der Zulassung. „Das dauert ein Jahr, diese Technik reinzubringen, die Zulassung durchzuführen, und dann wird es wieder rausgenommen.“ Im laufenden Betrieb bleiben nur Beschleunigungssensoren, wie sie auch in jedem Smartphone stecken. „Das ist von der Datenqualität her ganz was anderes. Unser Sensor ist wie 4K, der Beschleunigungssensor liefert ein verpixeltes Foto von den Zuständen.“

Ein Sensor für Zulassung und Dauerbetrieb

Die Lösung von Zyglox lässt sich ohne größere Änderungen am Bauteil anbringen. „Wir haben eine Plug-and-Play-Lösung, die kann man einfach aufstecken“, sagt Moder. Ein Techniker braucht dafür laut Zyglox 30 Minuten. Der Sensor messe Dehnungen an Achsen, Wellen oder Schienen und liefere „gleiche oder bessere Daten als die Lösungen bisher“. Das Ziel ist ein Universalwerkzeug: genau genug für die Zulassung, aber so ausgelegt, dass es danach auf dem Fahrzeug bleibt und die Kräfte im Rad-Schiene-Kontakt dauerhaft erfasst. „Da gibt es ein großes Anwendungsfeld, denn damit wird auch die Infrastruktur überwacht“, so Moder.

Jeden Tag werden auf der Schiene hunderttausende Kilometer zurückgelegt. Zyglox will jeden davon nutzbar machen, um zu lernen, zu verbessern und vorherzusagen. Mit herkömmlichen Methoden war das Erfassen dieser Daten bisher zu teuer, zu langsam und zu aufwendig. © Zyglox

Physik aus dem Trafo, Sensoren aus dem Weltraum

Technisch nutzt Zyglox hochsensitive Magnetfeldsensoren aus der Raumfahrt, das Startup ist Teil eines Downstream-Programms der ESA. Das Prinzip erklärt Moder am Transformator: Der brummt, weil das Magnetfeld des Wechselstroms den Stahl minimal dehnt. „Und wir machen das Umgekehrte: Wenn sich der Stahl dehnt, ändert sich sein Magnetfeld in der Umgebung.“ Ein aktives Messverfahren berücksichtigt dabei den linearen Zusammenhang zwischen Belastung und Sensorsignal. Die Technologie ist patentiert, entwickelt und montiert wird in Graz.

Betreiber als Kunden, Wartung als Hebel

Als primäre Kunden sieht Zyglox die Bahnbetreiber, bei denen die Wartungskosten anfallen. Dazu kommt die Sicherheit: „Es gibt viele Vorfälle, die vielleicht nicht zu einem Unfall führen, wo man aber trotzdem sicherer und zuverlässiger unterwegs wäre, wenn man gutes Condition Monitoring hat.“

Ein kleines Pilotprojekt ist bereits abgeschlossen. Für 2027 ist der Einbau des Systems in Fahrzeuge im regulären Streckenbetrieb geplant, zunächst als Prototyp für einige Wochen Messung. Danach folgt die Zulassung. Ende 2027 soll daraus ein fertiges Produkt werden, erst dann könne die Skalierung beginnen, sagt Moder. An Interesse mangelt es nicht: „Wir können gar nicht alle Pilotprojekte machen“, weil Sensorentwicklung samt Software personalintensiv sei. Ende September zeigt das Team den Prototyp auf der InnoTrans in Berlin, der größten Messe für Schienenfahrzeuge.

Mit aws Preseed und aws Seed vom Effekt zum Produkt

Finanziert hat sich Zyglox bisher aus eigenen Mitteln und über die Austria Wirtschaftsservice (aws). Mit aws Preseed, konkret im Programm „aws Preseed | Seedfinacing – Deep Tech“, hat das Startup die ersten eineinhalb Jahre an der Sensortechnologie getüftelt. „Es hat uns die Möglichkeit gegeben, eine Idee, die bereits validiert war, einfach zu erproben. Einfach Zeit zu haben, weil Hardware dauert ein bisschen, etwa Prototypen zu iterieren“, sagt Moder. Es sei vor allem darum gegangen, „sicherzustellen, dass das dann ein Produkt werden kann“. Seit Mitte 2025 ist Zyglox im Seed-Programm der aws, das voraussichtlich bis Anfang 2028 läuft. Das Team ist inzwischen auf rund sieben Personen gewachsen. Für die Skalierungsphase im kommenden Jahr will sich das Startup nach Investoren umsehen: „Wenn eine Bestellung eintritt oder größer wird, werden wir das mit den aktuellen Mitteln wahrscheinlich nicht mehr stemmen können.“

Standortvorteil Graz

Den Standort Graz sieht Moder als klaren Vorteil: Siemens fertigt hier Fahrwerke, dazu kommen Messdienstleister, Prüfstandbauer und Nextsense. Zyglox sitzt direkt am Campus der TU Graz, mit Zugang zu Prüfständen der Universität und Maschinen der voestalpine. „Die gesamte Infrastruktur ist einzigartig“, sagt Moder. „Im Silicon Valley könnten wir das Produkt wahrscheinlich nicht entwickeln, in Österreich geht es besser. Das ist eigentlich ein bisschen verrückt, aber wir haben hier die optimalen Bedingungen.“


Disclaimer: Dieser Artikel ist im Rahmen einer Medienkooperation mit der Austria Wirtschaftsservice (aws) entstanden.

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