Optimierte Einsatzplanung kann Potenziale von E-Lkw deutlich erhöhen und Kosten senken

Eine Studie des Fraunhofer ISI und des Technologie- und Transportunternehmens Einride hat über 38.000 Lkw-Lieferungen des Lebensmittelkonzerns und Kooperationspartners REWE analysiert. Dabei zeigt sich, dass eine digitalisierte und optimierte Einsatzplanung eine höhere Elektrifizierung ermöglicht als der reine Austausch von dieselbetriebenen Fahrzeugen durch Elektro-Lkw – und zusätzlich die Gesamtkosten senken kann.

Die Elektrifizierung von Lkw-Flotten gilt als zentrale Stellschraube für die Dekarbonisierung des Straßengüterverkehrs. Doch obwohl batterieelektrische Lkw in vielen Fällen schon einsetzbar wären, geschieht dies oft nur langsam – und wenn, dann werden Diesel-Lkw oft 1:1 durch Elektro-Lkw ersetzt, ohne bestehende Touren und Betriebsabläufe grundlegend anzupassen.

Vor diesem Hintergrund hat die Studie „Beyond replacing diesel trucks: how optimized fleet planning increases electrification and lowers transportation costs“ des Fraunhofer ISI und des schwedischen Unternehmens Einride untersucht, welche Potenziale durch eine Elektrifizierung von Lkw-Flotten entstehen, wenn gleichzeitig Touren neu geplant und die spezifischen Besonderheiten von Elektro-Lkw berücksichtigt werden.

Analyse der Daten von 200+ Diesel-Lkw und 38.000+ Lieferungen

Die Untersuchung basiert auf Logistikdaten des Lebensmitteleinzelhändlers REWE aus dem Jahr 2021. Diese umfassen mehr als 38.000 Lieferungen von zwei Verteilzentren zu über 500 Filialen. Diese wurden durchgeführt von über 200 dieselbetriebenen Lkw in einem Umkreis von 230 Kilometern. Die Studie vergleicht zwei Szenarien: den direkten Austausch der dieselbetriebenen Fahrzeuge durch ein batterieelektrisches Pendant sowie eine künstliche-intelligenz- und softwaregestützte, optimierende Neuplanung bei der Einsatz- und Ladeplanung – nicht für jedes Fahrzeug separat, sondern auf Flottenebene koordiniert.

Fabian Nevries, Head of Transport Innovation & Technik bei REWE: „Die Studie leistet einen wichtigen und wissenschaftlichen Beitrag, wie sich die Dekarbonisierung des Straßengüterverkehrs vorantreiben lässt. Als innovationsfreundliches Unternehmen unterstützt REWE gerne entsprechende Initiativen und Forschungen. Denn die Wirtschaftlichkeit ist letztlich die wesentliche Voraussetzung für die nachhaltige Transformation von Lkw-Flotten. Als REWE begleiten und unterstützen wir daher die Entwicklungen von Technologien und Lösungen in diesem Einsatzbereich weiterhin eng.“

Ein zentrales Ergebnis der Studie ist, dass die optimierende Neuplanung von Touren und Einsatzplänen im Vergleich zum 1:1-Fahrzeugtausch zu deutlich höheren Elektrifizierungsanteilen führt: So konnten bis zu 85 Prozent der Gesamtnutzlast und 54 Prozent der Gesamtkilometerleistung der vorher eingesetzten Diesel-Lkw durch Elektro-Lkw bewältigt werden.

Stellt man dem das Szenario eines reinen 1:1-Fahrzeugtausches gegenüber, schafften die eingesetzten Elektro-Lkw ohne Anpassung der Touren nur 57 Prozent der Gesamtnutzlast beziehungsweise 32 Prozent der Gesamtkilometerleistung im Vergleich zu den Diesel-Lkw.

Höhere Elektrifizierung und weniger Kosten durch optimierte Tourenplanung

Darüber hinaus zahlt sich die integrierte Betrachtung von Elektro-Lkw in Kombination mit einer Neuplanung der Touren auch ökonomisch aus: In beiden Szenarien sinken die Gesamtkosten im Vergleich zu einer rein dieselbetriebenen Flotte. Doch durch die gezielte Tourenoptimierung reduzieren sich die Betriebskosten auf Flottenebene um acht Prozent mehr gegenüber reinen Diesel-Flotten. Werden Diesel-Lkw einfach durch Elektro-Lkw ersetzt, liegen die Kosteneinsparungen bei lediglich drei Prozent – und sind stark von den Anschaffungskosten und Investitionszuschüssen abhängig.

„Somit kann eine optimierte Tourenplanung die Wirtschaftlichkeit von Elektro-Lkw insgesamt deutlich verbessern – weil die Reichweite besser genutzt wird, die Auslastung der Lkw steigt und insgesamt weniger große Batteriekapazitäten benötigt werden“, erklären die Forscher.

„Die Ergebnisse unserer Studie verdeutlichen: Wenn Flottenbetreiber ganz oder teilweise auf Elektro-Lkw umsteigen, sollten sie auch ihre Touren optimieren, um Kosten zu sparen und den Betrieb der Lkw-Flotte möglichst effizient zu gestalten“, so Patrick Plötz, der am Fraunhofer ISI das Geschäftsfeld Energiewirtschaft leitet und die Forschungsarbeit des Instituts in der Studie koordinierte. „Eine entsprechende Planung, die Routen- und Ladeplanung auf Flottenebene integriert, hat eine größere Wirkung als etwa die Erhöhung der Batteriegrößen oder der unkoordinierte Ausbau von Ladeinfrastruktur. Entsprechende Softwaresysteme sollten weiterentwickelt und implementiert werden, um in Zukunft den Betrieb großer gemischter Lkw-Flotten besser bewältigen zu können.“

Kompetenzaufbau bei Logistikunternehmen erforderlich

Die Auswertung unterstreicht zudem den notwendigen Kompetenzaufbau bei Logistikunternehmen: Die Planung und Steuerung gemischter Flotten mit batterie- und dieselbetriebenen Fahrzeugen erfordere neue Ansätze und Tools, erklären die Studienautoren. Gleichzeitig gelte es, bestehende Kennzahlen zur Flottenbewertung zu ergänzen, um der Dynamik und den spezifischen Anforderungen elektrischer Antriebe gerecht zu werden.

Roozbeh Charli, CEO von Einride: „Mit dieser Studie sagen wir nicht nur, dass KI den Güterverkehr verändern wird – wir belegen es mit Daten. Die quantifizierbare Wirkung KI-gesteuerter Planung ist ein entscheidender Fortschritt für die Branche. Indem wir diese Erkenntnisse schon heute gewinnen, schaffen wir die Grundlage für zukünftige Entwicklungen, die das nächste Kapitel des nachhaltigen Güterverkehrs prägen werden.“