Die vorliegende Dissertation beinhaltet die Entwicklung und die Anwendung einer modellgestützten Methode zur Bewertung des Einsatzes von alternativen Antrieben für Flotten von mobilen Maschinen. Damit wird eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, um den mehrheitlich dieselbetriebenen Einsatz von Flotten von mobilen Maschinen einem Betrieb mit p unterschiedlichen alternativen Antrieben gegenüberzustellen. Die Bewertungsmethode beinhaltet die drei Module eines Feldversuchs, einer Modellbildung und eines simulationsgestützten Flottenversuchs. Jedes dieser Module umfasst eine kausale Abfolge von Prozessschritten, die sowohl modulinterne als auch -externe Abhängigkeiten aufweisen können. In dem Modul des Feldversuchs wird für jede der p zu untersuchenden Antriebsstrangkonfigurationen ein Referenzfahrzeug in die bestehende Flotte integriert und im Betriebsalltag erprobt. Während des Feldversuchs werden im Betriebsalltag der Flotte zwei Datenbanken mit unterschiedlichen Informationen aus geeigneten Datenquellen erhoben. Die erste Datenbank beinhaltet Informationen über das Betriebsverhalten der p Referenzfahrzeuge. In der zweiten Datenbank werden Informationen über den Betriebsalltag der übrigen Flotte zusammengefasst. Die Datenbank über das Betriebsverhalten der p Antriebsstrangkonfigurationen wird für das Modul der Modellbildung herangezogen, um ein Simulationswerkzeug zur flottenweiten Prädiktion zu entwickeln. Dieses Simulationswerkzeug wird mit der Datenbank der übrigen Flotte für den simulationsgestützten Flottenversuch verwendet, wobei die Bewertung des Flottenbetriebs anhand simulationsgestützt berechneter Bewertungskriterien erfolgt.

Um die Machbarkeit der modellgestützten Bewertungsmethode zu untersuchen, wird diese im Zuge dieser Arbeit an dem Anwendungsfall eines flottenweiten Betriebs von Terminaltraktoren mit Diesel und Erdgas erprobt. Die einzelnen Prozessschritte der genannten Module werden daher für p=2 Antriebsstrangkonfigurationen durchgeführt und erläutert. Dabei wird u. a. eine Kombination aus theoretischer und experimenteller Modellbildung angewandt, um den Kraftstoffbedarf und den Ausstoß von Treibhausgasen für den Flottenbetrieb mit den p=2 Antriebsstrangkonfigurationen abzuschätzen.

Die Ergebnisse der modellgestützten Bewertungsmethode für den konkreten Anwendungsfall demonstrieren, dass Erdgas aus ökologischer Sicht das Potenzial besitzt, den Ausstoß von Treibhausgasen einer Flotte von Terminaltraktoren gegenüber deren Dieselbetrieb zu reduzieren. Dabei ist jedoch eine auf den Anwendungsfall zugeschnittene Auswahl eines erdgasbetriebenen Terminaltraktors wesentlich, da ansonsten höhere Treibhausgasemissionen als im Dieselbetrieb der Flotte auftreten können. Aus ökonomischer Sicht ist die Wirtschaftlichkeit eines Erdgasbetriebs einer Flotte von Terminaltraktoren in erster Linie von der betrieblichen Auslastung, der geplanten Einsatzdauer sowie der zukünftigen Preisentwicklung der Kraftstoffe abhängig.