Produktivitäts- und Kostenanalyse von Seilkrananlagen

Kombiseilgeräte sind als mobile Seilkrananlagen mit Kranprozessor definiert und weitläufig unter der Bezeichnung Gebirgsharvester bekannt. Nach Einweisung, Planung und Trassierung werden die Bäume dickörtig zur Seillinie gefällt und gegebenenfalls mit einer funkferngesteuerten Vorrückeraupe zur Seiltrasse vorgerückt, bevor die Seilkrananlage auf der Waldstrasse aufgebaut wird. Aufgrund der grossen Nutzlast des Seilkrans (~3 t) ist das Verfahren für Starkholz geeignet, wobei dann insbesondere die starken Äste bereits im Bestand grob motormanuell entastet werden.

Zum Aufbau des Gebirgsharvesters werden Bäume als Sattelstützen, Talstützen und Ankerbäume ausgezeichnet. Bei fehlenden Stützbäumen, oder aus Gründen der Arbeitssicherheit kann u. U. ein Endmastbagger ein- gesetzt werden, sofern entsprechende Wege vorhanden sind. Neben der Hangneigung und der Trassenlänge beeinflusst auch die Geländeausformung die Anzahl der benötigten Sattelstützen für das Tragseil. Der K507 ist auf einem Lkw angebracht und arbeitet je nach Rückungsrichtung (horizontal, bergauf, bergab) mit einem 2- oder 3-Seil-System. In der Bergaufrückung kommt das 2-Seil-System zum Einsatz (Tragseil, Zugseil), während für die Bergabrückung und Horizontalrückung mindestens drei Seile benötigt werden (Tragseil, Zugseil, Rückholseil). Untersucht wurden die Horizontalrückung und die Bergaufrückung.

Die Trassenlänge beträgt beim Koller K507 bis zu 700 m und der Abstand zwischen den Trassen rund 30 m bzw. bis zu rund 60 m, wenn zusätzlich eine Vorrückeraupe eingesetzt wird.

Nach dem Aufbau des Gebirgsharvesters wird der Vollbaum bzw. die Sortenlänge [2] zur Waldstrasse geseilt und dort vom Aggregat des Vollernters aufgenommen. Der Vollbaum wird entastet, in Sorten geschnitten, vermessen, sortiert und gegebenenfalls direkt mit dem Aggregat des Vollernters gepoltert. Die Sortimente werden für den weiteren Verzug bzw. die Endrückung abgelegt, wenn der Platz für das Poltern nicht ausreicht.

Stämme, die sich nah an der Waldstrasse befinden, werden mit einem Seilwindenschlepper mittels Bodenzug gerückt (bis ca. 50 m Beizugsdistanz), anschliessend aufgearbeitet und gepoltert. Für alle Tätigkeiten, einschliesslich Fällen und Vorrücken im Bestand, Rücken mit Seilkran und im Bodenzug, Aufarbeitung sowie Verziehen und Poltern, kommen je nach Konstellation zwischen 5 bis 8 Personen zum Einsatz.

Zwischen 2013 und 2018 wurden systematisch Daten von Holzerntemassnahmen im südwestlichen Deutschland von den zwei regieeigenen Seilkrananlagen K507 und V400 innerhalb des forstlichen Maschinenbetriebes St. Peter, der in diesem Zeitraum zum Landesbetrieb Forst Baden-Württemberg (ForstBW) gehörte und heute zur ForstBW AöR gehört, gesammelt. Sie beinhalten Informationen über die Rückung von 122.130 Fm Holz und 9.903 Maschinenarbeitsstunden (MAS) in 138 Hieben, was einem durchschnittlichen Hiebsanfall von 885 Fm entspricht. Die MAS enthalten die produktiven Zeiten einschliesslich kürzerer Wartezeiten und/oder Reparaturen unter 15 Minuten. Die Festmeterangaben wurden ohne Einbezug der Rinde dokumentiert. Die gesammelten Daten beinhalten auch Einsätze eines Endmastbaggers (17.228 Fm, N = 20). Verschiedene Hiebe wurden von der Auswertung ausgeschlossen (u. a. Schadholz), sodass den im Folgenden präsentierten Ergebnissen ein Datenumfang von 4.285 MAS (60.498 Fm, N = 60) zugrunde liegt (Tab. 1).

Ergänzend setzte man seit 2015 eine Vorrückeraupe der Fa. Wicki (Typ 50.6B) im relativ konstanten Umfang von jährlich rund 2.702 ± 510 Fm (245 ± 48 MAS) ein. Die Raupe hat 6 t Zugleistung, eine Seillänge von 150 m und wiegt 2,6 t. Sie kommt bei etwa einem Viertel der geernteten Holzmenge zum Einsatz. Dass sie nicht häufiger eingesetzt wird, könnte daran liegen, dass ihr Einsatz technisch auf Hangneigungen bis maximal 50 % (selten 55 %, mit Traktionshilfswinde) begrenzt ist. Darüber hinaus kann die Vorrückeraupe nicht auf Flächen mit losen Felsblöcken oder bei einem Stückvolumen von über
2 Fm/Baum eingesetzt werden. Dennoch spielt ihr Einsatz besonders in gefahrenreichen Situationen, wie der Sturmholzernte, eine grosse Rolle, weil sie die Arbeitssicherheit erhöht.

Die Installationszeit für die Seiltrassen (Aufbau, Abbau und Umbau der Seilkrananlage) betrug durchschnittlich 8 ± 4 Stunden/Trasse. Sie nahm damit einen Grossteil der Gesamtarbeitszeit ein. Die Länge der Installationszeit hängt signifikant mit der Anzahl der Sattelstützen zusammen. Diese wiederum hangt von der Trassenlänge ab. In horizontaler Rückungsrichtung sind mehr Sattelstützen notwendig als in Gravitationslage.

Die durchschnittliche Maschinenleistung im Seilen betrug 13,3 Fm/MAS. Eine lineare Regression zeigte den signifikanten Einfluss des BHD auf die Leistung im Seilen. Darüber hinaus beeinflusst der Einsatz der Vorrückeraupe die Leistung: Sie nimmt mit ansteigen- dem Anteil an vorkonzentriertem Holz durch die Vorrückeraupe zu. Der Zusammenhang verdeutlicht, dass die Produktivität der Holzrückung mit steigender lateraler Beizugsdistanz abnimmt. Eine Vorkonzentration der Vollbäume/Sortenlängen an der Seiltrasse verringert die Beizugsdistanz und verbessert die Zugänglichkeit des Lastbündels. Im Gegenzug sinkt die Maschinenleistung der Vorrückeraupe bei höherer Beizugsdistanz. Die durchschnittliche Leistung der Vorrückeraupe betrug 12,0 Fm/MAS (8,2-18,7 Fm/MAS).

Interessanterweise wurde eine Interaktion der Variablen Seilleistung und des prozentual geseilten Holzvolumens festgestellt, welche die Kosten beeinflussen: Die Verfahrenskosten können bei hohen Maschinenleistungen der Seilkrananlage (>20,9 Fm/MAS) durch vermehrtes Seilen der Vollbäume bzw. der Sortenlänge gesenkt werden. In dem Fall wird weniger Holz mit dem Seilwindenschlepper nahe der Waldstrasse gerückt (Bodenseilzug). Ist demnach eine Maschinenleistung in der genannten Grösse zu erreichen, sollte aus ökonomischer Sicht tendenziell das Seilen der Stämme dem wegnahen Rücken mit dem Seilwindenschlepper vorgezogen werden, um die Kosten zu senken. Diese beschriebene Leistung kann durchaus gegeben sein, jedoch liegt sie über der durchschnittlichen Leistung. Dies zeigt, dass normalerweise der Bodenseilzug bis ca. 50 m in den Bestand günstiger ist als das Seilen dieser Stämme. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Schlepperrückung hier nur das weg nahe Beiziehen der Vollbäume bzw. der Sortenlänge mit einer Beizugsdistanz von ungefähr 50 m beschreibt, da die Schlepperrückung in den untersuchten Hieben nicht für das gesamte geerntete Holz eingesetzt werden kann. Insgesamt ist anzumerken, dass der Anteil des Bodenseilzugs auch unter Einbezug der Trassenlänge bestimmt wird, da ein ausreichend grosser Massenanfall pro Trasse gewährleistet sein muss, um die Seilkranrückung rentabel zu gestalten.

In dieser Studie wurden Kennwerte des Gebirgsharvesters K507 und deren Einflussfaktoren auf Grundlage von Hiebsmassnahmen im südwestlichen Deutschland untersucht. Dazu wurden die Installationszeiten, die Produktivität bei der Seilarbeit und die Gesamtkosten der Verfahren analysiert. Ausserdem wurden aktuelle Trends im Einsatzbereich der Seilkrananlagen beobachtet. Die beschriebenen Ergebnisse ermöglichen eine differenzierte Betrachtung. Insgesamt ist der Einsatz eines Kranschleppers in Kombination mit einer Seilwinde empfehlenswert, um Holz nahe (< 50 m) der Waldstrasse zu rücken und gebrachtes Holz zu verziehen, zu sortieren und zu poltern. Ist die Leistung der Seilkrananlage jedoch hoch, sollte diese Kapazität so gut wie möglich genutzt werden, was bedeutet, dass der Anteil des Bodenseilzugs mit dem Schlepper verringert wird.