Eine Forschungsgruppe der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster hat im Fachmagazin Journal of Energy Storage dargelegt, dass Batterie- und Brennstoffzellen-Lkw im Fernverkehr derzeit im Vergleich mit Dieseltrucks noch nicht wettbewerbsfähig sind. Es gebe jedoch „technologische Stellhebel“ und Möglichkeiten der Preisreduktion, um dies zu erreichen.
„Die dynamische Entwicklung der Energiedichte von Batterien und Effizienzsteigerungen bei Brennstoffzellen werden die Kosten von Zero-Emission-Trucks im Fernverkehr nahe an den Diesel bringen – für den Durchbruch sind aber Preisreduktionen für Schnellladen und Wasserstoff an der Autobahn erforderlich“, sagt Lukas Mauler, federführender Autor vom Institut für betriebswirtschaftliches Management am Fachbereich Chemie und Pharmazie der WWU.
Im Lkw-Fernverkehr sind die Anforderungen an Reichweite, Zuladungskapazität und Auslastung der Fahrzeuge hoch. Den Forschern zufolge wird die Wettbewerbsfähigkeit von lokal emissionsfreien Lkw zunächst auf kürzeren Strecken erreicht und sich nach und nach auf längere Distanzen ausweiten. „Im US-amerikanischen Markt sind für Strecken unterhalb von 600 Kilometern Antriebe mit langlebigen Lithium-Eisenphosphat-Batterien oder leichteren Nickel-reichen Zellchemien derzeit besonders geeignet. Oberhalb dieser Marke können Brennstoffzellen ihre Vorteile beim Antriebsgewicht und der kurzen Betankungsdauer immer mehr ausspielen“, so Mauler. Die Streckenmarke hänge stark von regionalen Marktbedingungen wie Energiepreisen und Pausenregulierungen ab.
Neben der Streckenlänge spielt die Art der Fracht eine wichtige Rolle für die Wahl der kostengünstigsten Alternative zum Diesel. Werden leichte Güter wie Pakete oder Kühlschränke transportiert, gerät der Lkw an die Grenzen seines Ladevolumens. Sind Flüssigkeiten oder Baustoffe die Fracht, ist die Gewichtsgrenze entscheidend. Das beeinflusst die Wahl des wirtschaftlichsten alternativen Antriebs.
„Im volumenbegrenzten Transport sind kostengünstigere Lithium-Eisenphosphat-Batterien vorteilhaft, da das Antriebsgewicht dabei eine untergeordnete Rolle spielt. Im gewichtsbegrenzten Fall sind je nach Streckenlänge leichtere nickelreiche Batteriechemien oder Brennstoffzellenantriebe besonders geeignet, weil sie die wertvolle Frachtkapazität weniger einschränken“, erläutert Laureen Dahrendorf, Ko-Autorin vom Institut für betriebswirtschaftliches Management der WWU. Eine Kostenanalyse der Forscher, die auch Produktankündigungen von neuen und etablierten Lkw-Herstellern umfasst, soll Spediteuren als Orientierungshilfe für die Kaufentscheidung dienen.
Ladeinfrastruktur entlang der Autobahnen nötig
Eine mitentscheidende Voraussetzung für eine flächendeckende Transformation des Fernverkehrs ist laut den Wissenschaftlern eine optimale Ladeinfrastruktur entlang des Autobahnnetzes. Besonders wichtig sei die Nutzung regenerativer Energien für ihre Versorgung. „Die Signale stehen klar auf Dekarbonisierung des Fernverkehrs“, so Jens Leker, Direktor des Instituts für betriebswirtschaftliches Management, und Martin Winter, Leiter des MEET-Batterieforschungszentrums der WWU. „Damit diese gelingt, wird die Geschwindigkeit des Aufbaus von Ladesäulen, Schnellladesäulen und Wasserstofftankstellen entscheidend sein – versorgt mit Grünstrom und grünem Wasserstoff.“
Für die Technologiewahl sei zudem wichtig, die dynamische Entwicklung beim autonomen Fahren zu beobachten, das im Fernverkehr Produktivitäts- und Sicherheitsvorteile verspreche. Könnten die Fahrer ihre gesetzlich vorgeschriebenen Fahrpausen nicht mehr zum Laden von Batterie-Lkw nutzen, könnten Brennstoffzellen-Lkw zusätzlich von ihrem Vorteil der niedrigen Betankungsdauer profitieren. Die Vielzahl technologischer und marktbedingter Einflussfaktoren spricht nach Ansicht der Studienautoren für die Nutzung beider Antriebstechnologien, die regional unterschiedlich ausgeprägt sein wird.
Pragmatiker meint
Alle LKW haben außen am Rahmen befestigte Tanks. Bei E-LKW werden an der Stelle die Akkus verbaut. Naheliegend wäre es, diese Akkus wechselbar zu machen und ein europaweites Pfandsystem (wie etwa bei Gasflaschen) einzuführen. Dieses Pfandystem könnte von einem Konsortium aus Herstellern, Mineralölfirmen und Stromanbietern betrieben werden und Tauschstationen installieren, an denen volle Akkus bereitgehalten und die leeren entgegengenommen und geladen werden. Mittels Telematik könnte der Fahrer jederzeit im Navi sehen, an welcher Station volle Akkus verfügbar sind.
Der Markt wird ein solches System aber nicht aus eigener Kraft einführen können. Das geht nur mit politischen Vorgaben und Förderung.
AR meint
Solange die falschen Regierungen gewählt werden, wird auch nichts passieren i.H. auf eine gemeinsame EU-Politik und die Umsetzung derartiger Pfandsysteme.
Kasch meint
Kann man drehen und wenden, wie man will, alles hängt an kurzfristiger Speichermöglichkeit von Strom und sowas könnten wir nur teuer aus dem Ausland beziehen, und auch nur sofern dort Überproduktion herscht.
Mit schwachem Netzanschluß sind riesige, wirtschaftliche Ladeparks auch für LkWs kein Problem, sofern jedes Watt vom Dach, preiswerter Strom an der Börse in Leipzig (egal zu welcher Uhrzeit) und ggf. Strom aus stationären Methanolbrennstoffzellen genutzt werden kann. Ohne schnelle Batteriepuffer in ordentlicher Größe und größtmöglicher rechtlicher Handlungsfreiheit natürlich nicht drann zu denken.
Obwohl Tesla in Deutschland als Stromerzeuger von der Bundesnetzagentur zugelassen ist, macht es weder wirtschaftlich, noch umwelttechnisch Sinn, auf der Fabrik in Grünheide Solarzellen zu installieren. In Texas ist die rechtliche Situation ganz anders und dort werden selbstverständlich Module installiert. Dies nur als Denkanstoß für die Wenigen, die wirklich wissen wollen, was wir hier in Deutschland im Projekt „Energiewende“ seit 20 Jahren tatsächlich so treiben.
Thomas meint
„macht es weder wirtschaftlich, noch umwelttechnisch Sinn, auf der Fabrik in Grünheide Solarzellen zu installieren.“
Warum sollte das ökologisch keinen Sinn machen? Und warum sollte Strom für 6ct/kWh ökonomisch keinen Sinn machen?
Randy meint
Unter einen anderen Artikel schreibst du dass es Elon nicht um Gewinn, sondern um Umweltschutz geht, und plötzlich soll PV auf der Tesla Fabrik umwelttechnisch keinen Sinn machen?
stueberw meint
Wenn wir weiter unsere (Um) Welt verschmutzen und vergiften gibt es keinen Wettbewerb mehr sondern nur noch Überlebenskampf.
elbflorenz meint
Es wäre viel intelligenter, endlich mehr Fracht auf die Bahn zu verlagern.
Aber durch den kommenden Deutschlandtakt im Fernverkehr der DB wird die Kapazität im Hauptstreckennetz der Bahn sogar noch reduziert! Es wird also ab 2030 noch weniger Fracht mit der Bahn transportiert.
Randy meint
Laut einem Artikel in ntv erwägt der europäische Bahnverkehr wieder auf Dieselloks umzusteigen wegen der hohen Stromkosten. Die Kosten haben sich verdoppelt und macht Diesel somit wieder rentabel.
Michael meint
Wie viele LKW stehen da in jeder Raststätte zur vorgeschriebenen Pause? 100? Wenn davon nur 10 laden sollen, mit 1000KW, dann sind das 10MW Leistung, bei 300 Raststätten stolze 3 GW bzw. 5% vom heutigen Strombedarf. Mit Aussicht auf mehr. Das sind große Dimensionen.
Ernesto 2 meint
Wäre es da nicht besser ein Einschienentransportsystem über den Mittelstreifen der Autobahnen (nur die wichtigsten Nord-süd und Ost-West Verbindungen) zu installieren und dann alles was in eine Euro-Palette passt und nicht mehr als 800 kilo wiegt mit tempo 45 ferngesteuert durch die Lande zu schippern? In einer Nacht könnten so tausende von Paletten durch Deutschland gesteuert werden und 80 cm Breite stehen eigentlich immer im Mittelstreifen zur Verfügung. Zumindest auf 2-3 Ost-West Verbindungen würde das den Transit Verkehr wesentlich entlasten und es gibt sehr viele Güter die auf Euro Palette transportiert werden können. Z.B. die ganzen Paketdienste mit Millionen von Päckchen.
Hans meint
Das ist eine interessante Idee, jedoch möchten die Automobil Konzerne das nicht.
Genau so wie man seit Jahren effektiv den Transport auf der Schiene behindert und lieber die Straße voller LKW stopft.
Würde es nicht ständig nur um gier und Profit gehen, wäre vieles viel besser gelöst.
Hyperloop zB, schönes „Flaschenpost“ System, why not?
Kona64 meint
Lieber ein „Rohrpost“ System damit es auch ankommt.
Fritzchen meint
Bin fast ganz der gleichen Meinung. Würde aber eine Autobahnspur in jede Richtung favorisieren. Für den Anfang wäre abgastechnisch schon viel gewonnen. Die fehlende Spur wäre keine Einschränkung für andere Verkehrsteilnehmer.
Michael meint
Sinnvoll wäre es die Fahrspuren der derzeit gebauten Oberleitungen zu Standstreifen zu erklären und dort laden zu lassen. Wäre zumindest realisierbar.
Thomas meint
Der Gleichzeitigkeitsfaktor spielt bei LKW tatsächlich eine viel bedeutendere Rolle als beim PKW. Die Langstrecken-LKW werden morgens voll losfahren und alle um die Mittagszeit herum nachladen wollen. Es gibt ca. 100.000 Langstrecken-LKW (in DE zugelassen). Wenn davon im Tagesschnitt 70.000 Stk. jeweils 800 kWh nachladen sind das 56 GWh. Verteilt auf 2h wären das 28 GW, verteilt auf 4h 14 GW.
Allerdings hat ein 100% EE-System hunderte GW Photovoltaik installiert. Also ist dieser Verbrauch am Mittag zwishen März und Oktober erst einmal sogar ein Vorteil. Und für winterliche Dunkelflauten geht zB ein Szenario vom Fraunhofer ISE von 150 GW H2- Gaskraftwerken aus, die bereitgehalten werden müssen. Also alles machbar.
Mark Müller meint
Ein grösserer Ladeplatz für LKW braucht einfach sehr viel Platz und sehr teuere Zuleitungen. Das sind schnell einmal Leistungen, wie sie sonst eine Kleinstadt braucht. Ich weiss nur von einem Projekt in GB, dass eine solche Zuleitung etwa 1 Mio. Euro pro Kilometer kostet.
Wenn man z.B. nur schon 12 LKW pro Stunde laden will, braucht das 12 Ladestationen mit 12 grossen Plätzen. Bei einer H2-Tankstelle ginge das mit 2 Standplätzen auf beiden Seite der Zapfsäule.
Vanellus meint
Aktuell können viele der deutschen H2-Tankstellen bis zu 40 Pkw/24 h betanken, also nicht einmal zwei in einer Stunde. Pkw, nicht Lkw! Pkw tanken 3-5 kg, dann sind die H2-Tanks voll. Also rund 160 kg/d.
12 Lkw pro Stunde ist eine ganz andere Hausnummer. Das sind 290 Lkw pro Tag mit dem jeweils 10-fachen Tankvolumen. Also größenordnungsmäßig 11.600 kg/d.