Development of a CO$_{2}$e quantification method and of solutions for reducing the greenhouse gas emissions of construction machines = Entwicklung einer CO$_{2}$e Quantifizierungsmethode und von Lösungen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen in Baumaschinen

Motiviert durch die globale Erwärmung konzentriert sich diese Arbeit auf die Entwicklung einer Quantifizierungsmethode für Treibhausgas (CO$_{2}$e) Emissionen von Baumaschinen. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, welche identifizierte Forschungslücken schließt, die durch die Analyse von Maßnahmen aus unterschiedlichen Industrien und von existierenden CO$_{2}$ Quantifizierungsmethoden abgeleitet worden sind. Dabei berücksichtigt die Methode mit Hilfe von Einflussfaktoren aus sechs Säulen CO$_{2}$e Reduktionspotentiale, welche lauten: Maschineneffizienz, Prozesseffizienz, Energieträger, Betriebseffizienz, Materialeffizienz und CO$_{2}$e Abscheidung und Lagerung. Durch den Einsatz der Methode auf repräsentative Bauanwendungen für Europa für drei Zeitschienen Vergangenheit-Gegenwart-Zukunft wird gezeigt, dass diese für beliebige Bauanwendungen und Zeitschienen anwendbar ist. Beim Vergleichen der Ergebnisse aus zwei Zeitschienen ist es möglich die Reduktion oder Steigerung an Treibhausgasemissionen zu erfassen. Am Beispiel von ausgewählten Baumaschinen wird gezeigt, dass die Methode gültig ist und damit Aussagen über bestimmten CO$_{2}$e Reduktionsmaßnahmen ermöglicht werden. Zum Schluss werden Transformationslösungen vorgeschlagen, um die Treibhausgasemissionen von Baumaschinen zu reduzieren. Dabei wird flüssiges Methan als alternativer Energieträger vorgeschlagen, der die CO$_{2}$e Emissionen bis zu 84 % reduzieren kann. Die zusätzliche Kombination mit einem Brennstoffzellenantrieb können die CO$_{2}$e Emission bis zu 89 % reduzieren. Als dritte Lösung wird der Einsatz eines CO$_{2}$ Abscheide- und Speichersystems vorgeschlagen, welches die CO$_{2}$e Emissionen von fossilen Diesel bis zu 82 % reduziert. Durch Kombination der drei vorgeschlagenen Lösungen wird aus der mobilen Arbeitsmaschine eine Maschine, welche die Atmosphäre von Treibhausgas reinigt, da negative CO$_{2}$e Emissionen damit entstehen