Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat eine techno-ökonomische Bewertung von Brennstoffzellen-Elektro-Lkw vorgenommen. Die Resultate mit Blick auf Einsatzflexibilität und Infrastrukturzugang sowie Betriebskosten in realistischen Einsatz-Szenarien sind im Journal „Transportation Research Interdisciplinary Perspectives“ erschienen.
„Im Ergebnis sind weder Brennstoffzellen- noch batterieelektrische Trucks eine Universallösung“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. „Die jeweilige Wirtschaftlichkeit ist stark vom Einsatzprofil, von der vorhandenen Infrastruktur und vom technologischen Reifegrad abhängig.“
Brennstoffzellen-Lkw verfügen der Untersuchung zufolge über eine sehr hohe Reichweite. „Dieses Alleinstellungsmerkmal können sie aber derzeit wegen der beträchtlichen Wasserstoffpreise und der dünnen Infrastruktur leider nicht ausspielen“, so Studienautor Maximilian Bayerlein. Zur Förderung und Etablierung wasserstoffbetriebener Lkw seien veränderte politische Rahmenbedingungen und „eine erhebliche Entwicklung“ der Infrastruktur sowie deren Digitalisierung zur besseren Betankungsplanung notwendig.
Für Langstrecken-Anwendungen scheinen Brennstoffzellenantriebe aufgrund ihrer im Vergleich zur Batterie höheren gravimetrischen Energiedichte besonders vorteilhaft zu sein, erklären die Studienautoren. Laut der Untersuchung bieten Brennstoffzellen-Trucks neben ihrer Reichweite auch entscheidende Vorteile bei der Betankungszeit – vor allem im Fernverkehr mit hohen täglichen Fahrleistungen.
„Für Langstrecken-Anwendungen scheinen Brennstoffzellenantriebe aufgrund ihrer im Vergleich zur Batterie höheren gravimetrischen Energiedichte besonders vorteilhaft zu sein“, heißt es in der Studie. Bei höheren Distanzen näherten sich die Betriebskosten von Brennstoffzellen-Lkw inzwischen denjenigen von batteriebetriebenen Elektro-Trucks an, blieben aber vor allem aufgrund der teuren Wasserstoffpreise immer noch höher. „Die Energiekosten beim Strom und beim Wasserstoff üben den größten Einfluss auf die Kosten beider Technologien aus“, sagt Kampker. „Sinken die Wasserstoffpreise, könnten Brennstoffzellen-Lkw aber wirtschaftlich konkurrenzfähig werden.“
Die Untersuchung kommt zu dem Ergebnis, dass der Betrieb von Wasserstoff-Trucks in Mitteleuropa prinzipiell machbar ist. Den Autoren zufolge steht eine neue Generation mit größerer Reichweite und verbesserter Effizienz kurz vor der Markteinführung.
Die Studie hatte sämtliche zum Jahresbeginn 2024 verfügbaren und angekündigten Brennstoffzellen-Lkw bezüglich ihrer Operabilität und Betriebskosten miteinander verglichen und die Resultate denjenigen von ausgewählten batterie-elektrischen Trucks gegenübergestellt. Dabei wurden unterschiedliche Einsatzszenarien simuliert und die notwendige Reichweite im europäischen Infrastruktur- und Kostenrahmen zugrunde gelegt. In die Berechnungen sind Energiekosten, Fahrzeugnutzung und Infrastruktur-Verfügbarkeit eingeflossen.
Sebastian meint
Mich fasziniert immer wie in Themen wie diesem Leute ohne einen Millimeter an Ahnung vom Thema daher philosophieren. Herrlich.
Jaaaaa, in der 45 Minuten Pause kannst an einer 400 kW Säule den truck wieder aufladen. Wenn dann dort eine ist, die entladestation danach noch erreichbar ist….. etc usw.
Bev Auto ist nicht zu vergleichen mit BEV Truck
Ja, das BEV fährt günstiger, auch wer unterwegs mit 39 cents lädt. Dazu müssten aber erstmal massenhaft lkw taugliche ladehubs entstehen.
Und Depot laden erfordert auch massive Investitionen. Mautbefreiung hilft aktuell ordentlich, aber das Auslaufdatum rückt näher.
Ein Selbstläufer ist das nicht.
Wer gegenteiliges hat ( ausser paar lustige Videos vom Elektro Trucker) dann bitte um Antworten
Frank Arnab meint
Immerhin sind diese lustigen Videos aus der Praxis und nicht vom Stammtisch….
Jensen meint
„Die Untersuchung kommt zu dem Ergebnis, dass der Betrieb von Wasserstoff-Trucks in Mitteleuropa prinzipiell machbar ist. Den Autoren zufolge steht eine neue Generation mit größerer Reichweite und verbesserter Effizienz kurz vor der Markteinführung. “
Gut, dass die „Studie“ auch den Humor nicht zu kurz kommen lässt. „Prinzipiell machbar“ sind viele Dinge. Diese Aussage ist also in erster Linie Mumpitz und einer bezahlten Studienarbeit unwürdig.. Sollte jemand die Autoren zufällig irgendwo treffen, könnte man noch nachfragen, wo sich denn die „Generation“ mit geringerer Reichweite die ganze Zeit versteckt hat ? Bei insgesamt 250 zugelassen LKW, die irgendwas mit Wasserstoff machen, von einer Generation zu sprechen, ist wahrlicher Industriehumor.
Frederic meint
Ja genau so ist es. Was ich immer noch nicht verstehe ist wo sind die LKWs mit dieser hohen Reichweite? Hyundai zb 400-450km
Iveco wenn er mit 700bar betankt wird dann hat er vielleicht 800km. Aber mit 350bar deutlich weniger. Mercedes GenH2. Ja er hat 1000km gemacht ist aber noch kein Serienfahrzeug und die haben gerade beschlossen das Projekt auf die 30er Jahre zu verlegen. Wir haben bei uns das gerade durchgerechnet. Uns würde ein H2O lkw auf 100km ca 120€ kosten und ein eLKW 15€ und das sind nur die Energiekosten. Jetzt kostet der H2O LkW nochmal mehr als ein BEV LKW so geht die Rechnung niemals auf. Selbst wenn Wasserstoff 5€ das kg kosten würde rechnet es Sicht nicht. Und aktuell liegen wir bei 15€.
Mary Schmitt meint
Ein Blö.dsinn sondergleichen. Wissen die nicht, dass es sich in der Praxis mit 700 bar nicht ausging und es somit keinen Reichweitenvorteil gibt? Kommt mal aus dem Elfenbeinturm, Forscher.
Bernhard meint
Haben diese Studienlobyisten mal mitbekommen, dass in Europa die Fahrer sowohl Lenkzeiten als auch Ruhezeiten einhalten müssen? Wenn man das mit einbezieht reichen die Reichweiten aller BEV-LKW bei passendem Akku immer aus. Und wo ist das Problem, dass die Fahrer ihre Ruhezeiten an Plätzen mit Ladeparks verbringen und die Akkus laden? Wenn die LKWs dann mit 400 oder 500 kWh geladen werden, und zwar täglich, dann spielen doch die Abogebühren keine Rolle mehr. Also Ladeparks von Ionity, Aral Pulse, oder EnBw können angefahren werden. Das ist so ein Schwachsinn, was die hier verbreiten, wie vor ewigen Zeiten die berühmte Schwewdenstudie. Der BEV-LKW wird sich viel schneller als die BEV-PKW durchsetzen.
Michael meint
Es wäre sicher von Nutzen, wenn man den Fahrer berücksichtigt bei der Darstellung der Prognosen über vermeintliche zeitvorteile.
Die ergeben sich nur, wenn man mit 2 Fahrern unterwegs ist. Den Kostenfaktor hat man auch eingerechnet?
Auch die Kosten für die Herstellung der politischen Rahmenbedingungen?
Faktencheck wäre angesagt.
Mark Müller meint
Oder wenn sie ohne Fahrer unterwegs sind, bzw. sein werden, nicht?
M. meint
„Falls“ ist das Wort, das dir nicht einfallen ist.
Bis auf weiteres fährt da nix autonom.
Tesla Joe meint
Genau. One Fahrer denken.
Der Antrieb wird getauscht, der Container fährt weiter. Ohne Lenkzeiten und Fahrer.
Bzw. Batteriewechselstationen.
Die Container werden am Stadtrand abgesetzt. Ab dann durchaus auf Kurzstrecke mit Fahrer.
Auf der Autobahn nur noch autonom.
Die Wasserstoff Diskusion, bzw.die gewünschten Subventionen bitte ein für allemal beenden.
LG Joe
cbzac meint
Die Studie nimmt bzgl. der FCEV Trucks der Zukunft an, während BEVs mit max. 600km Werksangabe angenommen werden, die zwischen Ladestopps nur 300km weit kommen (sollen).
Damit der teure Wasserstoff weniger teuer aussieht, wird der Ladestrompreis mit 0,62€/kWh angenommen – leider haben sie nicht herausgefunden, dass es z.B. bei Ionity für 12€/Monate Abogebühr den Strom dann für 0,39€/kWh gibt. Auch wird eine Stunde Standzeit angenommen, da die BEV der Studie leider max. mit 160 kW laden.
Achja, und für den zu hohen Wasserstoffpreis wird auch eine Lösung gefunden: Mehr Förderungen!
Viel Spaß beim Lesen: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590198225002271?via%3Dihub
Mäx meint
BEV maximal schlecht rechnen, keine Entwicklung mehr vorsehen und Wasserstoff maximal gut rechnen, zukünftige Entwicklungen schon einbeziehen usw.
Easy, schon lohnt sich der Wasserstoff LKW.
Thomas meint
„Due to limited and outdated data, Rout et al. (2022) estimate current purchase costs at approximately US$ 406,000 for FCEVs and US$ 543,000 for BEVs.“
Bei den „Limited Data“ kann ich gerne helfen: Serien-Fernverkehrs-LKW kosten aktuell um die 250-300.000 EUR. Der Akku kostet gerade mal 50.000 EUR, so dass die Preise ziemlich schnell Richtung 150.000 EUR gehen sollten.
30% höheren Anschaffungskosten ggü. FCEV … das ist schlicht absurd und zeigt wie „biased“ diese „Studie“ ist.
E.Korsar meint
„Brennstoffzellen-Lkw verfügen der Untersuchung zufolge über eine sehr hohe Reichweite. „Dieses Alleinstellungsmerkmal können sie aber derzeit wegen der beträchtlichen Wasserstoffpreise und der dünnen Infrastruktur leider nicht ausspielen“, so Studienautor Maximilian Bayerlein.“
Die Wasserstoffpreise bleiben auch hoch. Die kWh, die am Motor ankommt, wird bei FCEV immer höher eingepreist sein müssen als bei BEV.
Mark Müller meint
Warum?
Zu Überflusszeiten kostet der Strom ein Mehrfaches weniger als zu Normalzeiten oder ist gar gratis. Solche Überflusszeiten nehmen von Jahr zu Jahr zu.
Gleiches gilt, wenn die Solarzelle oder das Windrad nicht auf einem deutschen Acker aufgestellt werden, sondern dort, wo das gleiche Gerät 2-3 mal mehr Strom produziert.
E.Korsar meint
Mangel an Volllaststunden (Wirtschaftlichkeit der Investition)
Hohe Investitionskosten: Elektrolyseure sind extrem teuer. Die spezifischen Investitionskosten liegen je nach Technologie (z.B. PEM-Elektrolyse oder alkalische Elektrolyse) im Bereich von 900 bis 2.500 € pro Kilowattstunde (kW) Kapazität. Ein Elektrolyseur, der nur an wenigen Tagen im Jahr läuft, wenn die Strompreise negativ sind, amortisiert sich nicht.
Geringe Betriebsstunden: Die Zeiträume mit negativen Strompreisen sind im Jahresverlauf relativ kurz und unregelmäßig. Ein Elektrolyseur, der für einen dreistelligen Millionenbetrag gebaut wird, muss aber möglichst viele Stunden im Jahr produzieren, um seine enormen Fixkosten zu decken.
Fixkosten überwiegen: Selbst wenn der Strompreis bei null liegt, bleiben die hohen Fixkosten für die Anlage, Wartung und das Personal bestehen. Diese Kosten müssen durch die Produktion von Wasserstoff in den wenigen Stunden mit negativen Preisen gedeckt werden. Das ist nicht wirtschaftlich.
M. meint
Zu der Wirtschaftlichkeitserklärung von E.Korsar (der selbst nichts mehr hinzuzufügen ist), noch der Hinweis, dass „der deutsche Acker“ immerhin „uns“ gehört, die Küste von Chile aber…. Chile!
(andere Länder, ähnliches Problem)
Und wenn Länder wie Chile jetzt auf die Idee kommen, ihre eigenen Pläne gefallen ihnen besser als „unsere“, was denkst du, was dann passiert?
Dann benutzen die ihren Strom erstmal selbst. Und genau das machen die aktuell mit ihrer eigenen Energiewende (und das ist auch effizienter, den Strom dort zu benutzen, dann muss man ihn nicht in H2 umwandeln und tausende km transportieren, er spart direkt Energie ein). Vor Jahren haben die noch fast ausschließlich fossile Energie verbraucht, beim Strom sind die inzwischen gleichauf mit Deutschland – 50% ist Wind und Solar.
Wenn die ihre Energiewende geschafft haben, exportieren die Wasserstoff.
Wie viel, an wen, zu welchem Preis… das ist deren Sache, das wirst du noch sehen. Schaff dir am besten schon mal eine Abhängigkeit, damit du es später richtig genießen kannst. ;-)
Matze68 meint
„Zu Überflusszeiten kostet der Strom ein Mehrfaches weniger als zu Normalzeiten oder ist gar gratis. Solche Überflusszeiten nehmen von Jahr zu Jahr zu.“
Dann ist es doch viel besser mit diesem sensationell günstigen Strom gleich das E-Auto oder den E-LKW zu laden und nicht noch Verluste für die Umwandlung in Wasserstoff und wieder zurück zu Strom zu erzeugen. Strom wird immer günstiger bleiben da es die Verluste für die Umwandlung zu und von Wasserstoff immer geben wird. Das nennt sich Physik. Außerdemm muss sich der Elektrolyseur auch wirtschaftlich rechnen…
Steffen meint
Das Priblem ist, dass die EU-Regulatorik vorgibt, dass Wasserstoff von Elektrolyseuren nur durch neu zu bauende Wind- oder PV-Anlagen hergestellt werden darf. Die jetzigen Niedrigpreise bringen da also gar nichts, denn die entstehen durch schon vorhandene EE-Anlagen. Dieser Stromüberschuss kann also nicht für H2-Produktion benutzt werden. Fazit: H2 bleibt noch lange recht teuer.
E.Korsar meint
Für Elektrolyseure, die vor dem 1. Januar 2028 in Betrieb gehen, gelten diese strengen Regeln der Zusätzlichkeit nicht.
Justin Case meint
„grauer Wasserstoff“ kommt aus fossilen Quellen, hierbei wird der Kohlenstoff von den fossilen Kohlenwasserstoffen in Form von CO2 abgetrennt
„grüner Wasserstoff“ wird per Elektrolyse mit regenerativem Strom hergestellt. Da dieser Prozess well-2-wheel mindestens 3x soviel Energie benötigt, wie eine Batterielösung, ist Kostenparität auch schwierig.
Wer glaubt, dass Elektro-LKW nicht weit fahren können, dem seinen die Vlogs des Elektrotruckers ans Herz gelegt.
CaptainPicard meint
Soso, Fahrer von Brennstoffzellen-LKWs brauchen also keine Ruhepausen?
Die Kombination von Batterie- und Brennstoffzellen-LKW ist jedenfalls Unsinn, wenn es Bereiche gibt wo Batterie-LKW aktuell noch nicht sinnvoll genutzt werden können dann verwendet man dort halt weiterhin Diesel. Jetzt noch parallel für ein paar Nischen eine eigene Infrastruktur aufzubauen ist verrückt und viel zu teuer.
Mäx meint
Wir wissen ja mittlerweile, dass der Mercedes real 600km weit kommt (Elektrodtucker oder neu, DieselTV).
Wie weit kommen Wasserstoff Trucks?
Da gibt es einmal die Verbrenner:
MAN hTGX, 56kg Wasserstoff, Reichweite 600km, 9,3kg/100km
> Wo ist da der Vorteil?
Dann die Brennstoffzelle: Da gibt es den XCient von Hyundai (kenne keine SZM).
Rewe hat 8kg auf 100km angegeben; 31kg hat er dabei, wären grob 400km
Schenken wir ihm die 500km.
> Wo ist da der Vorteil?
Kosten:
9,3kg * 15€ > 140€/100km
6,5kg * 15€ > 97,5€/100km (mit 8kg wären es 120€/100km).
100kWh*0,5€/kWh > 50€/100km (40cent wären ungefähr gleich zum Diesel siehe unten).
27,5l * 1,5€/l > 41€/100km
Weit weg von irgendwelchen Rentabilitäten.
Tankzeit:
Ja da wäre der Wasserstoff LKW dann endlich im Vorteil.
20-30 Minuten werden da meist genannt.
Wenn man denn eine Tankstelle findet auf seiner anscheinend Langstreckentour, wofür die LKW eingesetzt werden sollen.
Und wie wir mittlerweile auch wissen, ist der Trucker Alltag durchaus mit dem BEV kompatibel, sodass die längere Tankzeit wenig bis gar nicht ins Gewicht fällt.
Mark Müller meint
Moderne FCEV-LKW oder -Busse fahren problemlos 1’000 km oder mehr. Vor allem die zusätzliche Strecke ist bei einem FCEV viel leichter als bei einem BEV.
Hinweis aus einem anderen Bereich: Der Record für einen BEV-Eisenbahnzug ist etwa bei 200 Kilometer, für einen FCEV-Eisenbahnzug bei etwa 2’000 Kilometer. Übrigens in etwa der gleiche Zug von der gleichen Firma (Stadler).
Futureman meint
Mit dem Unterschied, dass die Wasserstoffzüge meist im Lager stehen, da kein Wasserstoff zur Verfügung steht.
Mäx meint
Was H2 oder BEV Züge leisten ist mir ziemlich egal. Auch bei Bussen ist mir das gleich. Hier gehts ja um LKW.
Wo sind die? Ich konnte keine finden.
Bitte benennen und nicht so nebulös.
Ich kenne konkret nur den hTGX als Wasserstoffverbrenner mit 56kg Wasserstoff an Bord und den Hyundai aber eben nicht als SZM.
M. meint
Wenn ich dem 96 Waggons mit H2 anhänge, schafft der auch 15.000 km, da kann ja die Reichweite kaum die Frage gewesen sein.
Aber es rechnet sich nicht, selbst wenn die Technik mal funktioniert.
Brennstoffzellen sind nun mal weitaus wartungsintensiver als Elektroantriebe.
Und den Tankstoff gibt es auch nicht zum Strom-Preis.
Wen interessiert da noch, wie weit das Ding fahren könnte – wo er es in der Praxis gar nicht muss?
Davon abgesehen:
Wenn jemand H2-Züge haben will, kann er sich gerne welche kaufen.
Der ist aber sicher auch froh, wenn er sich bei der Beschaffung nicht an PKW-Preisen orientieren muss.
Wilf meint
Die Studie dürfte den Stand der Technik, wenn überhaupt von 2022 wiedergeben.
Der Elektrotrucker wird beim Lesen dieser Studie einen Kollaps bekommen.
Bleibt die Frage des Auftraggebers dieser Studie.